1064nm半导体激光治疗仪制造技术

本实用新型专利技术涉及１０６４ｎｍ半导体激光治疗仪，其构成如下：电源（１）、微控制器单元（２）、１０６４ｎｍ半导体激光线阵模块（３）、热电制冷和风冷器（４）、激光束整形系统（５）、激光指示器（６）、耦合器（７）、医用光纤（８）、医疗头（９）、键盘（１０）、语音提示器（１１）、打印机（１２）、脚踏开关（１３）。与现有的采用Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的１０６４ｎｍ波段激光治疗仪相比较，１０６４ｎｍ波段半导体激光治疗仪由于去掉了Ｎｄ：ＹＡＧ激光器中整个固体激光晶体及庞大的电源等，因而具有体积小、重量轻、效率高、结构简单、不需水冷、操作简单、易于模块化等众多优点。本实用新型专利技术实现的输出激光１０６４ｎｍ波段的半导体激光治疗仪是更加简洁、经济、实用的激光治疗仪。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于激光医疗设备
，具体涉及一种输出波长1064nm的半导体激光治疗仪。技术背景激光以其单色性、方向性及高强度等独特的性能，受到医学临床界的重视，红宝石激光技术后仅一年，即1961年就应用于眼科治疗，从而开辟了一门新的医学边缘学科——激光医学。现在激光医疗已应用于100多种疾病的治疗和理疗，并可实施美容，为改善人类医疗保健条件、提高人民生活水平做出了很大的贡献。激光以其高强度的热效应使组织产生凝固、炭化、汽化，其中汇聚光可作为手术刀进行组织的切割，低功率密度激光进行组织凝固或止血，也可进行理疗。1064nm波段激光由于汽化切割或散焦照射止血的效果很好，而越来越多的应用在血管丰富部位、外伤或出血量多的手术中，例如，脑室内肿瘤、颅底肿瘤及多种硬质肿瘤切除，肝脏切除以及肥大的舌扁桃体切除等，此外，还可应用于皮肤外科、美容科、妇产科、耳鼻喉科、眼科牙科、呼吸内科、泌尿科、口腔科、骨科等科室中的相应疾病治疗中。现有的1064nm激光治疗仪基本是通过灯泵或二极管泵浦的Nd:YAG激光器产生1064nm波段激光(激光医疗装置CN 1100920A)，但该机体积庞大、效率低，运行时用电、用水量大，限制了1064nm波段激光治疗仪的应用范围。
技术实现思路
：为了解决现有的1064nm半导体激光治疗仪，由于Nd:YAG激光器作为激光光源而带来的装置体积庞大、效率低、用电、用水量大的问题，本技术采用输出1064nm波段的大功率半导体激光线阵作为激光光源，既达到了Nd:YAG激光治疗仪相同的波-->长1064nm输出，同时也实现了整机体积小、重量轻、效率高、耗电省、工作寿命长等优点的1064nm半导体激光治疗仪。下面结合附图来介绍实现本技术的技术方案。如图1所示，本技术的1064nm半导体激光治疗仪的构成为：电源1、微控制器单元2、1064nm半导体激光线阵模块3、热电制冷和风冷器4、激光束整形系统5、激光指示器6、耦合器7、医用光纤8、医疗头9、键盘10、语音提示器11、打印机12和脚踏开关13；电源1与微控制器单元2联接；微控制器单元2分别与1064nm半导体激光线阵模块3、热电制冷和风冷器4、激光束整形系统5、激光指示器6、耦合器7、医用光纤8、医疗头9、键盘10、语音提示器11、打印机12及脚踏开关13联接；1064nm半导体激光线阵模块3与激光整形器5联接；整形后的激光束和指示光6一起经过耦合器7耦合进入医用光纤8与医疗头9。如图2所示，所述的电源1的构成为：稳压电源14，电流调节组件单元15，恒流控制单元16，VMOS管17和电阻18；所述的稳压电源14的一端与1064nm半导体激光线阵模块3联接，稳压电源14的另一端与220V电源联接；VMOS管17与1064nm半导体激光线阵模块3的另一端联接，其另一端与电阻18的一端联接，其第三端与恒流控制单元16的一端联接；恒流控制单元16的另一端分别与电流调节组件单元15的一端及电阻18的一端联接；电阻18的另一端与公共极联接；电流调节组件单元15的另一端与220V电源联接；稳压电源14提供稳定电压；稳压电源14优先采用D048025017M2N集成功率模块。这类模块的电力电子变换技术采用了零电流、零电压开关技术，模块的噪声是传统变换器噪声的十分之一到百分之一，这对噪声极为敏感的半导体激光线阵模块3可满足技术要求，并且电源的体积大为缩小；电源1可以实现恒电流直流驱动；电流调节单元15调节恒流控制单元16的输出电压D。1064nm半导体激光器线阵模块3的输出波长为1064nm，电压的很小变化将引起电流较大的变化，为了保证其稳定的-->工作，采用VMOS管17，并通过采样电阻18构成电流串联负反馈对1064nm半导体激光器线阵模块3进行恒流控制；当电流达到规定值后，微控制器2控制语音提示器11发出提示音；语音提示器11优先采用SGZ07；如图3所示，所述的微控制器单元2的构成为：串口通信接口33、微控制器34、键盘接口35、A/D转换单元36、数字量输出接口37、E2PROM内存器26和脚踏开关接口27；所述的微控制器34分别与串口通信接口33、键盘接口35、A/D转换单元36、数字量输出接口37、E2PROM内存26和脚踏开关接口27键盘接口联接；E2PROM内存器26储存20种治疗模式，治疗模式包括治疗过程中的所需的激光能量、发射时间和脉冲频率；所述的微控制器单元2通过键盘接口35与输入键盘24和本地显示单元25联接，通过A/D转换单元36与激光器电压检测单元19、激光器温度检测单元20和激光器电流检测单元21分别联结，从而分别接收1064nm半导体激光线阵模块3的电压检测信号、激光器温度检测信号和激光器电流检测信号；通过数字量输出接口37与脉宽频率控制单元22和指示光强度控制单元23分别联接，分别进行控制脉冲宽度和指示光亮度，通过数字量输出接口37还与激光恒流控制单元28、温度调节单元29、声光报警单元30、打印机31及关断控制单元32分别联结。所述的1064nm半导体激线阵模块3，该模块3是激光线阵；优先选用国际通用的CS-2封装结构的线阵模块；所述的热电制冷和风冷器4，其中的电制冷器优先选用12708型号，风冷扇优先选用109R1212H1011型号；激光束整形系统5优先选用OB-3型号。下面介绍本技术的1064nm半导体激光治疗仪的动态工作过程：微控制器单元2对状态、输入、输出、提示等进行控制。如图3及流程图4所示，-->开机后，经步骤110，微控制器单元2的微控制器34对各单元进行初始化设置；经步骤120，进入自动/手动选择接口；若在步骤120中，选择手动，经步骤130，执行输出功率设置：微控制器单元2通过数字量输出单元37控制数字电位器18，调节稳压电源14中的VICOR电源模块输出电压，达到控制激光器电源内耗功率和控制激光器电流；通过测量MOSFET管电压17，动态调控稳压电源14中的VICOR模块的输出电压，以期达到恒流控制；经步骤140，进行脉冲选择：由键盘设置、调节控制仪器输出连续、单脉冲或重复脉冲激光信号。脉冲宽度可在100ms-1s范围内连续可调，脉冲频率可在0.1Hz-10Hz范围内连续可调。微控制器单元2通过数字量输出单元37输出脉冲宽度100ms-1s，脉冲频率0.1Hz-10Hz的脉冲信号，微控制器2通过数字量输出单元37控制数字电位器18；数字电位器18优先选用美围Xicor公司X系列非易失性数字电位器，将数字量信号转变成相应的电压信号，用于设定指示光亮度，激光器温度，激光器电流；通过数字PID控制算法，控制激光器温度在设定值范围内；经步骤150，设置工作时间；经步骤160，调整指示光6瞄准治疗部位。经步骤170，判断是否到达指定部位；若未到达指定部位，返回步骤160继续调整；到达指定部位，经步骤180，开始治疗，启动恒流、温度、功耗控制：微控制器单元2，通过模拟量输入单元(A/D转换器)接收1064nm半导体激光线阵模块3信号，激光器温度检测信号和激光器电流检测信号；所述的温度控制，激光器温度检测单元20的温度传感器优先选用AD590，由同相比例运算电路对温度信号进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
１０６４ｎｍ半导体激光治疗仪，其特征在于构成如下：电源（１）、微控制器单元（２）、１０６４ｎｍ半导体激光线阵模块（３）、热电制冷和风冷器（４）、激光束整形系统（５）、激光指示器（６）、耦合器（７）、医用光纤（８）、医疗头（９）、键盘（１０）、语音提示器（１１）、打印机（１２）、脚踏开关（１３）；电源（１）与微控制器单元（２）联接；微控制器单元（２）分别与１０６４ｎｍ半导体激光线阵模块（３）、热电制冷和风冷器（４）、激光束整形系统（５）、激光指示器（６）、耦合器（７）、 医用光纤（８）、医疗头（９）、键盘（１０）、语音提示器（１１）、打印机（１２）及脚踏开关（１３）联接；１０６４ｎｍ半导体激光线阵模块（３）与激光整形器（５）联接；整形后的激光束和指示光（６）一起经过耦合器（７）耦合进入医用光纤（８）与医疗头（９）；所述的电源（１）的构成为：稳压电源（１４），电流调节组件单元（１５），恒流控制单元（１６），ＶＭＯＳ管（１７）和数字电位器（１８）；所述的稳压电源（１４）的一端与１０６４ｎｍ半导体激光线阵模块（３）联接，稳压电源（１４）的另 一端与２２０Ｖ电源联接；ＶＭＯＳ管（１７）与１０６４ｎｍ半导体激光线阵模块（３）的另一端联接，其另一端与数字电位器（１８）的一端联接，其第三端与恒流控制单元（１６）的一端联接；恒流控制单元（１６）的另一端分别与电流调节组件单元（１５）的一端及数字电位器（１８）的一端联接；数字电位器（１８）的另一端与公共极联接；电流调节组件单元（１５）的另一端与２２０Ｖ电源联接；所述的微控制器单元（２）的构成为：串口通信接口（３３）、微控制器（３４）、键盘接口（３５）、Ａ／Ｄ转换单元（ ３６）、数字量输出接口（３７）、Ｅ↑［２］ＰＲＯＭ内存器（２６）和脚踏开关接口（２７）；所述的微控制器（３４）分别与串口通信接口（３３）、键盘接口（３５）、Ａ／Ｄ转换单元（３６）、数字量输出接口（３７）、Ｅ↑［２］ＰＲＯＭ内存（２６）和脚踏开关接口（２７）键盘接口联接；Ｅ↑［２］ＰＲＯＭ内存器（２６）储存２０种治疗模式；所述的微控制器单元（２）通过键盘接口（３５）与输入键盘（２４）和本地显示单元（２５）联接，通过Ａ／Ｄ转换单元（３６）与激光器电压检测单元（１９）、激光 器温度检测单元（２０）和激光器电流检测单元（２１）联结，从而分别接收１０６４ｎｍ半导体激光线阵模块（３）的电压检测信号、激光器...

【技术特征摘要】
1.1064nm半导体激光治疗仪，其特征在于构成如下：电源(1)、微控制器单元(2)、1064nm半导体激光线阵模块(3)、热电制冷和风冷器(4)、激光束整形系统(5)、激光指示器(6)、耦合器(7)、医用光纤(8)、医疗头(9)、键盘(10)、语音提示器(11)、打印机(12)、脚踏开关(13)；电源(1)与微控制器单元(2)联接；微控制器单元(2)分别与1064nm半导体激光线阵模块(3)、热电制冷和风冷器(4)、激光束整形系统(5)、激光指示器(6)、耦合器(7)、医用光纤(8)、医疗头(9)、键盘(10)、语音提示器(11)、打印机(12)及脚踏开关(13)联接；1064nm半导体激光线阵模块(3)与激光整形器(5)联接；整形后的激光束和指示光(6)一起经过耦合器(7)耦合进入医用光纤(8)与医疗头(9)；所述的电源(1)的构成为：稳压电源(14)，电流调节组件单元(15)，恒流控制单元(16)，VMOS管(17)和数字电位器(18)；所述的稳压电源(14)的一端与1064nm半导体激光线阵模块(3)联接，稳压电源(14)的另一端与220V电源联接；VMOS管(17)与1064nm半导体激光线阵模块(3)的另一端联接，其另一端与数字电位器(18)的一端联接，其第三端与恒流控制单元(16)的一端联接；恒流控制单元(16)的另一端分别与电流调节组件单元(15)的一端及数字电位器(18)的一端联接；数字电位器(18)的另一端与公共极联接；电流调节组件单元(15)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峙皓，张淑珍，甘露，丁宝君，
申请(专利权)人：王峙皓，
类型：实用新型
国别省市：82[中国|长春]