一种近红外波长LED光源制造技术

本发明专利技术涉及一种近红外波长LED光源，包含激发光源、波长转换组件和波长优化组件；激发光源是可见光光源或近红外光光源；所述可见光光源或近红外光源是单颗可见光或近红外光LED芯片，或是多颗或多组可见光或近红外光LED芯片，或是可见光或近红外光LED集成光源即COB光源，或是一个可见光或近红外光激光器，或者是一组可见光或近红外光激光器阵列，提供可见光或近红外光发光光源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种红光及红外波长LED光源、制造方法及应用。
技术介绍
在医疗行业中运用发射某种波长光线的光源(如650nm－900nm的红光和近红外光)与某种光敏剂组合来辐照肿瘤细胞可以达到肿瘤切除术后辅助治疗的目的。现有技术是利用红光或近红外LED(或LD)作为光源。这种技术有其固有缺点，首先是红光或近红外LED(或LD)的功率较小；尽管红光或近红外LED(或LD)阵列可以提供大功率，但是光线束斑太小，且不均匀，使用过程中需要人工扫描照射，效率差，可靠性低；此外，在红光和近红外区域无法获得波长连续分布的红光或近红外LED(或LD)。目前在1.4－1.6μm近红外区域尚没有近红外LED(或LD)产品。中国专利技术专利CN1618481A公布了一种利用PPLN光学超晶格技术将1319nm的近红外光倍频成660nm红光的技术；中国专利技术专利CN1845405A公布了一种利用PPLN光学超晶格技术将532nm的绿光下转换成660nm红光的技术；中国专利技术专利CN102244354B还公布了一种利用OPO技术(光参量振荡技术)将1064nm的近红外光下转换成1.5μm的近红外光的技术。上述光转换技术都是运用激光器发射某种波长的入射光线与某种光学晶体或光学超晶格通过严格的光参量匹配技术来获得某种特定波长的光线。这种光转换技术也有其固有的缺点，首先是价格昂贵；其次，效率及可靠性均不高。因为光学倍频晶体在倍频、和频等非线性晶体的参量过程后，光功率损失较大，因此要获得足够光功率的红光，需要使用大型激光器。此外，倍频过程中激光对倍频晶体也有损伤，因此在长期使用后倍频晶体的光转换效率会下降。其次，光学倍频晶体的波长适应性较差。光学倍频特性是由非线性光学晶体特定的非线性光学性质决定的，利用非线性光学倍频晶体能获得的光源的波长种类是有限的。在医疗中典型的是光动力治疗设备：将光敏剂输入人体，在一定时间后，以特定波长(红外或近红外)的光照射病变部位，通过一系列光化学和光生物学反应，在分子氧的参与下，产生单态氧和/或自由基，氧化破坏组织和细胞中的各种生物大分子，使异常增生活跃的细胞发生不可逆的损伤，最终使细胞死亡，达到治疗目的。光动力治疗局部应用光敏剂，由于吸收及代谢速度的不同，在一定时间后光敏剂会在靶组织中积聚较高的浓度，经过光动力的光源(非线性晶体的参量过程，需要精密温度控制系统)照射后，迅速激发光动力反应，在靶组织中产生大量的单态氧同时释放出荧光，单态氧的细胞毒性作用将导致靶组织细胞坏死或凋亡，或影响细胞功能，使病变组织脱落，恢复正常的形态和功能；而邻近正常组织则不受任何影响。光动力治疗公认效果优于局部二氧化碳激光或冷冻治疗。因近红外无电离辐射损伤,发射和接收便于实现光谱分光或单色(波长)变化,可获定量实时信息及进行实验分子标记(在分子光谱范围)。包括光源、反射材料、光纤光导、光栅、CCD摄像头等新元器件,性能价格比高,且还在继续提高。数字化CCD已进入实用,与计算机连接方便,如通过与USB(通用串行总线)口,便于热插拔。光学成像越来越受到重视,光学成像技术中透射成像、红外发射成像主要为连续光成像。又如HRJ系列红外乳腺检查仪为例,需要红外透射成像设备光源，光源近红外光源或称光源探头,内有灯(发光体)、风冷系统、光导纤维等,发出近红外光用于透照乳腺。光源探头的技术性能直接影响着透射图像质量。现有技术采用红外增强镀膜技术,拓宽了红外线的反射波段,利用汇聚型反射罩来提高近红外波段出射能量。现有的红外发光体有待改进。因近红外光对人体的穿透力最好,成像中主要依靠这部分。由于人眼看不见近红外光,故采用对近红外光敏感的高灵敏度的CCD摄像元件接收。正常脂肪组织是高透光的,纤维组织、腺体组织和皮肤是低透光的,血液透光最差,血红蛋白对近红外光有特异吸收,能产生遮光阴影。这是红外光透射诊断乳腺疾病的基本原理。现有技术公开了一种用于临床诊断的近红外荧光成像系统。它是由发光二极管光源、光收集光学系统、波长过滤器、摄像机和系统软件工作站顺序连接，并在电脑终端成像。通过可见光和近红外激发光源(400纳米至700纳米)照射外科手术区域，然后使可见光(即颜色)与近红外荧光分离，可以同时获得外科解剖学与近红外荧光在反射区域(即脉管位置、神经位置、肿瘤位置等)的定位图像。外科医生能够通过定位图像进行精准的病变细胞定位，进而实施完全的手术切除。此外，光热治疗法是利用具有较高光热转换效率的材料，将其注射入人体内部，利用靶向性识别技术聚集在肿瘤组织附近，并在外部光源(一般是近红外光)的照射下将光能转化为热能来杀死癌细胞的一种治疗方法。对肿瘤的精确定位一直是困扰医生的挑战性问题。医生对肿瘤组织切除时，少切会造成复发，多切又会对患者造成伤害。中科院自动化所田捷团队公开的光学分子影像手术导航系统成功地解决了这一难题，在光学分子影像技术的临床应用上取得重大突破。田捷团队研发出基于生物组织特异性的高阶近似数学模型和快速动态成像算法，通过中国药监局认证的ICG(吲哚菁绿，在近红外光源的激发下可以发射出840纳米的近红外光线)，在病人体内定位，精确显示肿瘤边界信息。在成像方面可实时提供荧光图像和彩色图像，为乳腺癌患者早期发现病变并进行精确切除提供了一种新的技术手段。在实际临床试验过程中，注射ICG后3分钟左右便可以看到前哨淋巴结的位置。医生根据光学分子影像手术导航系统的引导精确定位，并在图像引导下准确切除淋巴结组织。还可根据荧光的反馈判断是否有荧光残余，是否达到准确切除的目的。与传统技术相比，这一技术的应用，缩短了手术时间，改进了手术的方法，使医生能在手术过程中准确地发现、确认疾病，大幅度减少了人为失误。这种导航系统不仅可以应用在乳腺癌的诊治上，同时还可以应用在肝癌、肺癌、胃癌等多种癌症的诊治上，实现不同肿瘤的分子影像技术应用突破。CN201210382969.0提出一种肿瘤信号响应的主动治疗光动力药物纳米载体，对体内肿瘤信号过氧化氢产生响应，启动光动力治疗药物的载体，药物纳米载体粒径在50-300nm范围内；所述药物纳米载体是包括两亲性的高分子嵌段共聚物和过氧草酸酯制备而成，所述的对体内肿瘤信号响应是基于过氧化氢和过氧草酸酯类的化学反应，激发特征染料产生化学发光的光动力治疗过程；所述的光动力治疗的药物是在光激发下产生毒性活性自由基的抗肿瘤药物，包括原卟啉、血卟啉、竹红素类或酞氰类。本专利技术结合了纳米技术、化学发光检测和光动力疗法，制备出同时负载有过氧草酸酯聚合物和光动力药物的纳米微粒，适用于肿瘤的早期诊断和治疗。光敏剂ALA是一种体内血红蛋白合成过程的前身物。正常情况下，ALA在细胞内的量很小，本身不产生光敏性。外源性ALA进入体内后，可被增生活跃的细胞选择性吸收和积累，并在细胞内转化为原卟啉Ⅸ(PpⅨ)等卟啉类物质。细胞内的PPⅨ是一种很强的光敏物质，经过特定波长的红光照射后即发生光动力反应，产生活性氧如单线态氧等而杀死增生活跃的细胞。总之在医学诊疗领域840纳米的近红外光线，以及1500纳米左右的红外光线，在应用上极具意义。
技术实现思路
本专利技术目的，针对上述传统的医学诊疗光源、科学研究领域的近红外光源的匮乏，本专利技术提供一种近红外波长(包括红外)LED光源、制造方法及应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近红外波长LED光源，其特征在于，包含激发光源、波长转换组件和波长优化组件；激发光源是可见光光源或近红外光光源；所述可见光光源或近红外光源是单颗可见光或近红外光LED芯片，或是多颗或多组可见光或近红外光LED芯片，或是可见光或近红外光LED集成光源即COB光源，或是一个可见光或近红外光激光器，或者是一组可见光或近红外光激光器阵列，提供可见光或近红外光发光光源；波长转换组件是荧光粉与透明材质混和制备，包括荧光玻璃涂层波长转换组件、荧光树脂涂层波长转换组件、荧光树脂波长转换组件、或荧光粉透镜波长转换组件及荧光体厚膜波长转换组件；转换组件的基本形状是透光平板或凸面板；波长转换组件含有的均匀分布的荧光体C，荧光体C采用受激发产生近红外光线的荧光粉，荧光体C在可见光或近红外光、或其它波长小于其发光波长的任意光源激发下发出特定中心波长的光线；荧光体C的受激发光波长在近红外范围，即波长范围为700nm‑2500nm；在可见光或近红外光光源的激发下，荧光粉所发出的光线的中心波长应该在最终所需光源的发光波长中心或附近。

【技术特征摘要】
1.一种近红外波长LED光源，其特征在于，包含激发光源、波长转换组件和波长优化组件；激发光源是可见光光源或近红外光光源；所述可见光光源或近红外光源是单颗可见光或近红外光LED芯片，或是多颗或多组可见光或近红外光LED芯片，或是可见光或近红外光LED集成光源即COB光源，或是一个可见光或近红外光激光器，或者是一组可见光或近红外光激光器阵列，提供可见光或近红外光发光光源；波长转换组件是荧光粉与透明材质混和制备，包括荧光玻璃涂层波长转换组件、荧光树脂涂层波长转换组件、荧光树脂波长转换组件、或荧光粉透镜波长转换组件及荧光体厚膜波长转换组件；转换组件的基本形状是透光平板或凸面板；波长转换组件含有的均匀分布的荧光体C，荧光体C采用受激发产生近红外光线的荧光粉，荧光体C在可见光或近红外光、或其它波长小于其发光波长的任意光源激发下发出特定中心波长的光线；荧光体C的受激发光波长在近红外范围，即波长范围为700nm-2500nm；在可见光或近红外光光源的激发下，荧光粉所发出的光线的中心波长应该在最终所需光源的发光波长中心或附近。2.如权利要求1所述的近红外波长LED光源，其特征在于，荧光粉透镜波长转换组件包含一种类半球体的曲面结构；类半球体的曲面结构是一个具有较大曲率半径的壳体，是一种荧光玻璃或荧光树脂制备的远程透镜结构，包含一种透明玻璃或树脂基体H与荧光体C粉末的混合物；透明基体H的材质为玻璃、PMMA、PMMA合金树脂、聚碳酸酯、PC合金树脂、环氧、丁苯、苯砜树脂、CR-39、MS、NAS、聚氨脂光学树脂、尼龙或PC增强的PMMA或MS树脂、或硅胶；荧光体C在可见光或近红外光、或被波长小于其发光波长的任意光源激发下发出特定中心波长的光线；荧光体C的受激发光波长在近红外范围，即波长范围为700nm-2500nm；在可见光或近红外光光源的激发下，LED荧光粉所发出的光线的中心波长应该在最终所需光源的发光波长附近，优选与最终所需光源的发光波长一致。3.如权利要求1所述的近红外波长LED光源，其特征在于，所述荧光粉透镜波长转换组件包含一种类半球体的复合曲面结构；类半球体的复合曲面结构是一个具有较大曲率半径的壳体和一个具有较小曲率半径的实心曲面体的复合体；复合曲面结构的横截面为圆形或椭圆形，较大曲率半径的壳体和具有较小曲率半径的实心曲面体的圆形截面共有一个圆心；壳体具有一个外表面和一个内表面；壳体的外表面为球面、抛物面或光滑的其它凸面；壳体的厚度是均匀的，也可以根据其最终的应用环境来调节；壳体的厚 度范围为50微米～3毫米；壳体的内表面与实心曲面体的表面物理形状完全一致，为球面、或抛物面或光滑的其它凸面；实心曲面体的表面与较大曲率半径的壳体的内表面完全贴合。4.如权利要求3所述的近红外波长LED光源，其特征在于，较小曲率半径的实心曲面体为一种透明的有机物或玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷江，殷硕仑，
申请(专利权)人：江苏脉锐光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32