光束匀化的牙科用导光棒制造技术

本发明专利技术涉及牙科医疗器械领域，具体地说是一种光束匀化的牙科用导光棒，包括导光棒、光线准直件、壳体和激光手柄，其中壳体套装在激光手柄上，且自由端与导光棒相连，在所述壳体内，在所述激光手柄的发光端部与导光棒端部之间设有光线准直件，且激光手柄的发光端部射出的光线经所述光线准直件后平行射入所述导光棒端面，所述导光棒内部密集排布有多根光纤。本发明专利技术通过将光源出射的光线准直为平行光后，再入射到导光棒中，可以解决直接入射情况下，导光棒出射光束亮度分布不均的问题。

【技术实现步骤摘要】
光束匀化的牙科用导光棒
本专利技术涉及牙科医疗器械领域，具体地说是一种光束匀化的牙科用导光棒。
技术介绍
在牙科的某些应用中，需要使用导光棒将LED光或激光光束传导到治疗区，传统的光源与导光棒之间的光耦合方式一般为直接方式，即直接将光源发射出的光照射到导光棒的进光端面，但如图11所示，这种方式出射的光束在工作距离内具有光束能量聚集在中心处的问题，而现有技术中还没有针对该问题的解决方案，并且这种光强的不均匀分布现象不利于牙科治疗作业，影响治疗效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光束匀化的牙科用导光棒，通过将光源出射的光线准直为平行光后，再入射到导光棒中，可以解决直接入射情况下，导光棒出射光束亮度分布不均的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种光束匀化的牙科用导光棒，包括导光棒、光线准直件、壳体和激光手柄，其中壳体套装在激光手柄上且自由端与导光棒相连，在所述壳体内，在所述激光手柄的发光端部与导光棒端部之间设有光线准直件，且激光手柄的发光端部射出的光线经所述光线准直件后平行射入所述导光棒端面，所述导光棒内部密集排布有多根光纤。所述光线准直件为一个准直透镜。所述光线准直件为一个抛物型反光镜，激光手柄的发光端部由所述抛物型反光镜中部穿过，所述发光端部射出的光线经过所述抛物型反光镜的凹面反射后平行射入所述导光棒端面。所述导光棒出射端面的光纤端面位置和入射端面的光纤端面位置非一一对应。本专利技术的优点与积极效果为：1、本专利技术通过将光源出射的光线准直为平行光后，再入射到导光棒中，可以解决直接入射情况下，出射光束亮度分布不均的问题。2、本专利技术导光棒射出光束亮度分布均匀，不会影响牙科治疗作业，保证治疗效果。附图说明图1为本专利技术的结构示意图，图2为本专利技术的一个实施例示意图，图3为本专利技术的另一个实施例示意图，图4为光强非均匀分布成因分析图一，图5为光强非均匀分布成因分析图二，图6为光强非均匀分布成因分析图三，图7为光强非均匀分布成因分析图四，图8为光斑示意图，图9为导光棒示意图，图10为图9中的导光棒端面示意图，图11为光束能量聚集示意图。其中，1为导光棒，2为准直透镜，3为壳体，4为激光手柄，5为抛物型反光镜，6为入射光线，7为光纤，8为折射光线，9为反射光线，10为射出光束，11为光斑。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详述。如图1～3所示，本专利技术包括导光棒1、光线准直件、壳体3和激光手柄4，其中壳体3套装在激光手柄4上，且自由端与导光棒1相连，在所述壳体3内，在所述激光手柄4的发光端部与导光棒1端部之间设有光线准直件，且所述光线准直件嵌装于所述壳体3中，激光手柄4的发光端部射出的光线经过所述光线准直件后平行射入所述导光棒1端面。如图2所示，所述光线准直件可以是一个准直透镜2，或者如图3所示，所述光线准直件为一个抛物型反光镜5，激光手柄4的发光端部由所述抛物型反光镜5中部穿过，所述发光端部射出的光线经过所述抛物型反光镜5的凹面反射后平行射入所述导光棒1端面。所述导光棒1内部设有数量较多的光纤7，且出射端面光纤7的位置和入射端面光纤7位置可以非一一对应，为随机分布。本专利技术的工作原理为：如图11所示，现有技术中的导光棒1出射的光束在工作距离内具有光束能量聚集在中心处的问题，为说明该问题原因，如图4～8所示，可以先将单根光纤7类比为细长直玻璃圆柱体，如图4所示，从所述玻璃圆柱体的一端入射一束入射角为α(α≠0)平行的入射光线6，进入玻璃圆柱体后，入射光线6折射形成折射角为β的折射光线8，折射光线8会在玻璃圆柱体侧壁上发生全反射，形成反射光线9，如图5所示，如果是发生在平面上的反射，光束只会改变方向，但形体不会发生改变，但如图6所示，折射光线8再细也是具有一定直径的，不可看做无限细的光线，所以上述折射光线8在玻璃圆柱体圆周侧壁上不同点处反射角不同，所以反射不只会改变光束传播方向，光束也会从平行光的折射光线8变为发散的反射光线9，经过多次全反射后，光束原来的平行状态会被彻底打乱，但其传播角度改变不大，仍然近似为β，这就如图7所示，导致最终从光纤7另一端射出的射出光束10为圆周分布，出射角近似为α，如图8所示，形成圆环状的光斑11。而如图9～10所示，导光棒1的结构就是将无数根光纤7密集排布粘接在一起的，而无论光源是LED还是激光，由于光束射出时存在发散角，且越向边缘入射角α越大，并且由于光纤7直径非常小，可以将每一个穿透单一光纤7的光束看做是平行光，所以每一根光纤7的出射光斑都为圆环状分布，且入射角α越大，圆环半径越大，最终所有这些光纤对应的圆环型光斑光强叠加后，形成了在牙科导光棒1使用时的工作距离内(通常只有几厘米)，光强在圆心处集中的现象，如图11所示。如图1～3所示，本专利技术利用一个光线准直件使激光手柄4的发光端部射出来的发散光变换为平行的准直光，并让该准直光束垂直导光棒端面入射，这样出射光将具有和入射光相同的光束形态。如图1～3以及图9～10所示，现有技术中的导光棒1多为成像型导光棒，内部设有数量较多的光纤7，且每根光纤7出射端面位置与入射端面位置严格对应，所以即使激光光束经过准直化，穿透导光棒1后的光束光强分布仍然和原光束保持一致，为高斯分布。但本专利技术的导光棒1出射端面光纤7的位置和入射端面光纤7位置可以非一一对应，为随机分布，这样无论入射激光能量如何分布，经过随机化后，出射光线均可近似为均匀分布。由于导光棒1内部的光纤7数量很多，很难通过实验等手段分析出上述成因，本专利技术是先对单一光纤7进行平行激光斜入射试验，然后进行理论推理和光学软件模拟后，再经过实际安装光线准直件进行验证，最终证明确实可以有效解决出射光束亮度分布不均的问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光束匀化的牙科用导光棒，其特征在于：包括导光棒(1)、光线准直件、壳体(3)和激光手柄(4)，其中壳体(3)套装在激光手柄(4)上且自由端与导光棒(1)相连，在所述壳体(3)内，在所述激光手柄(4)的发光端部与导光棒(1)端部之间设有光线准直件，且激光手柄(4)的发光端部射出的光线经所述光线准直件后平行射入所述导光棒(1)端面，所述导光棒(1)内部密集排布有多根光纤(7)。

【技术特征摘要】
1.一种光束匀化的牙科用导光棒，其特征在于：包括导光棒(1)、光线准直件、壳体(3)和激光手柄(4)，其中壳体(3)套装在激光手柄(4)上且自由端与导光棒(1)相连，在所述壳体(3)内，在所述激光手柄(4)的发光端部与导光棒(1)端部之间设有光线准直件，且激光手柄(4)的发光端部射出的光线经所述光线准直件后平行射入所述导光棒(1)端面，所述导光棒(1)内部密集排布有多根光纤(7)。2.根据权利要求1所述的光束匀化的牙科用导光棒，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：程根，
申请(专利权)人：沈阳雷卓激光医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21