一种双路近红外激光集成医疗光源制造技术

一种双路近红外激光集成医疗光源，包括封装基板、垂直腔面发射近红外激光器芯片组、红光LED芯片组、双路基板电极、基板定位孔、透镜组；所述封装基板为高导热陶瓷材料、铝板或铜板；封装基板上覆盖有高强度导热绝缘薄膜材料，在绝缘导热薄膜上制备有近红外激光器芯片组、红光LED芯片组双路芯片电气连接电路，电路上覆盖有高强度绝缘薄膜；在基板上部覆盖的导热绝缘薄膜上预留双路连接电路的正负电极区域；基板的中心区域且覆盖导热绝缘薄膜材料的表面为垂直腔面发射近红外激光器芯片和红光LED芯片的放置区域；透镜组将基板上封装的垂直腔面发射近红外激光器芯片的发光图像成像在离光源系统出光口前方15

【技术实现步骤摘要】
一种双路近红外激光集成医疗光源


[0001]本技术属于医学保健康复医疗设备领域，尤其涉及一种双路近红外集成医疗光源及应用。

技术介绍

[0002]红外线是一种不可见光，在电磁波谱中它的波长范围为760nm
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15um。目前医用红外线分为两段，即短波红外线(亦称近红外线，波长760nm
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1.5um)和长波红外线(包含中红外线及远红外线，波长1.5um
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15um)。物理光线随着波长的增加(即光子能量的下降)其穿透人体组织的能力逐渐增强。
[0003]红外线光子能量被皮肤及皮下组织吸收后，可以产生如下的治疗作用：
[0004]引起血管扩张、血流加速、局部血液循环改善、组织营养代谢加强；加快局部渗出物吸收，促进肿胀的消退。使骨骼肌的肌张力降低，胃肠平滑肌松弛，缓解肌痉挛。降低感觉神经兴奋，提高疼痛阈值。同时血液循环的改善、缺血缺氧的好转、渗出物的吸收、肿胀的消退、痉挛的缓解等综合因素可达到镇痛的治疗作用。
[0005]从以上的红外线治疗机理可以看出，由于近红外线对人体组织的穿透深度较大，近红外线治疗对软组织挫伤(如皮肤、皮下浅深筋膜、肌肉、肌腱、腱鞘、韧带、关节囊、滑膜囊、椎间盘、周围神经血管等组织的病理损害等)具有更好的疗效。
[0006]对于一些急性外伤，长波红外线治疗由于产生大量的热是被禁止使用的。通常急性损伤发生后使用冰敷的方法，约24
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48小时后待局部出血、渗出停止后才可以使用长波红外线治疗。而近红外线光子能量不易被人体表皮中的水分吸收，因此治疗过程中不会产生大量的热量，其光子能量被深层组织吸收，起到镇痛等治疗作用。
[0007]此外，在使用安全性上，近红外线治疗也具有优势。由于长波红外设备在使用时会产生大量的热量，因此该类治疗设备在使用时都需要专门的治疗师来操作。而患者使用类似的家用治疗设备时还容易被烫伤。
[0008]尽管近红外线治疗具有如此多的优势，一直以来近红外线治疗仪并不多见。这主要是由于近红外线光源不易获得。由于水分子对波长在约1um以上的红外光线的吸收系数呈级数增长，因此对人体组织穿透能力最强，或者说对人体组织康复治疗最有效的波长应该在1um左右。目前Nd:YAG激光器(波长为1064nm)已经被医院疼痛科用于患者的康复治疗，取得了良好的疗效。这类激光器价格昂贵，也仅仅在大型医院的疼痛科获得了应用，且使用时必须要专业的医师操作。近年来随着LED(light
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emitting diode:光发射二极管)芯片技术获得长足的进步，目前已经可以获得从紫外(365nm)到近红外(1550nm)的LED单色芯片。由于LED芯片其发光角度有120度，因此难以获得具有清晰光斑的光源。尽管使用特殊的组合镜头技术可以获得清晰的光斑，但由于光线通过多重透镜后其透射的光功率密度大幅降低，出射的近红外线已经不具备好的医疗价值。
[0009]基于上述事实，近红外线治疗方法还没有在康复治疗(包括家庭治疗)领域获得广泛的应用。
[0010]中国专利技术专利申请(申请号：202010521887.4)是本申请人公开的一种短波红外集成医疗光源及应用，该专利的技术方案就是将一种波长为940nm的低功率垂直腔面发射近红外激光器芯片通过一定的工艺封装成一种集成医疗光源。该集成光源发光效率高，安全可靠，适合于医学保健康复设备领域的应用。利用该集成近红外光源可以制造分别应用于医院及家庭使用的保健康复医疗设备。所述医疗光源包括以下部件：封装基板、垂直腔面发射激光器芯片、基板电极、基板定位孔；所述的封装基板，其主体材质为高导热陶瓷材料，或铝板，或铜板；基板上覆盖有高强度导热绝缘薄膜材料，在导热绝缘薄膜上制备有芯片电气连接电路，电路上覆盖有高强度绝缘薄膜；在基板上部覆盖的绝缘薄膜上预留连接电路的正负电极区域；基板的中心区域为垂直腔面发射激光器芯片的放置区域。
[0011]除了光源波长及其功率密度需要达到康复治疗的要求，如作为激光医疗设备的主要部件，还需满足药品监管部门的一系列监管要求，如《医用电器设备第1部分：安全通用要求》(GB 9706.1
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2007)、《激光产品的安全第1部分：设备分类、要求》(GB 7247.1
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2012)、《医用电气设备第2部分：诊断和治疗激光设备安全专用要求》(GB9706.20
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2000)、《特定电磁波治疗器》(YY/T 0061
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2007)、《医用电器环境要求及试验方法》(GB14710
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2009)、《热辐射类治疗设备安全专用要求》 (YY 0306
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2008)及《医用电气设备第1
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2部分：安全通用要求并列标准：电磁兼容要求和试验》(YY0505
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2012)等法规文件。
[0012]根据《激光产品的安全第1部分：设备分类、要求》(GB 7247.1
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2012)和《医用电气设备第2部分：诊断和治疗激光设备安全专用要求》(GB9706.20
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2000) 规定，激光医疗设备必须配备目标指示装置，该装置必须在激光辐射发射前发射瞄准光束，用来指示工作激光光束将照射人体预定的位置区域。
[0013]但中国专利技术专利申请(申请号：202010521887.4)公开一种短波红外集成医疗光源及应用中，目标指示光束和治疗光束同时发射，不能满足《医用电气设备第 2部分：诊断和治疗激光设备安全专用要求》(GB9706.20
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2000)要求。针对现有近红外治疗光源领域遇到的技术困难及使用上的不足，本技术公开一种双路近红外激光集成医疗光源。且两者有机集成在一道。

技术实现思路

[0014]本技术目的是，针对现有近红外治疗光源领域遇到的技术困难及使用上的不足，本技术提出了一种双路近红外激光集成医疗光源，将一种波长为940nm 的低功率垂直腔面发射近红外激光器芯片通过一定的工艺封装成的一种集成医疗光源，同时在垂直腔面发射近红外激光器芯片阵列图案的外围(也可以包含在垂直腔面发射近红外激光器芯片阵列图案中)设置一组红光LED芯片，且940nm的低功率垂直腔面发射近红外激光器芯片和一组红光LED芯片采用双电路控制，以达到在工作激光光束照射前发射瞄准光束，以便于调整医疗光源瞄准预定的人体照射位置。
[0015]本技术的技术方案是，一种集成医疗光源，包括封装基板、垂直腔面发射近红外激光器芯片组、红光LED芯片组、双路基板电极、基板定位孔、透镜组；所述封装基板的主体材质为高导热陶瓷材料、铝板或铜板；封装基板上覆盖有高强度导热绝缘薄膜材料，在绝缘导热薄膜上制备有垂直腔面发射近红外激光器芯片组、红光LED芯片组双路芯片电气连接电路，电路上覆盖有高强度绝缘薄膜；在基板上部覆盖的导热绝缘薄膜上预留双路连接
电路的正负电极区域；基板的中心区域且导热绝缘薄膜材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双路近红外激光集成医疗光源，其特征是，包括封装基板、垂直腔面发射近红外激光器芯片组、红光LED芯片组、双路基板电极、基板定位孔、透镜组；所述封装基板的主体材质为高导热陶瓷材料、铝板或铜板；封装基板上覆盖有高强度导热绝缘薄膜材料，在绝缘导热薄膜上制备有近红外激光器芯片组、红光LED芯片组双路芯片电气连接电路，电路上覆盖有高强度绝缘薄膜；在基板上部覆盖的导热绝缘薄膜上预留双路连接电路的正负电极区域；基板的中心区域且覆盖导热绝缘薄膜材料的表面为垂直腔面发射近红外激光器芯片和红光LED芯片的放置区域；垂直腔面发射近红外激光器芯片组、红光LED芯片组上方的透镜组将基板上封装的垂直腔面发射近红外激光器芯片阵列和红光LED芯片的发光图像成像在离光源系统出光口前方15
±
10cm。2.根据权利要求1所述集成医疗光源，其特征是，所述每只垂直腔面发射近红外激光器芯片包括如下三部分：上分布布拉格反射镜、有源区和下分布布拉格反射镜；有源区材料体系为GaInAs/GaAs材料；垂直腔面发射近红外激光器芯片的出光方式采用顶出射方式，且出射的激光束呈圆形光斑，其光束外沿与芯片的中垂线成约12
±3o
角，芯片所发出光线的中心波长约940 nm；单颗垂直腔面发射近红外激光器芯片的光功率范围为0.01
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1W。3.根据权利要求1或2所述集成医疗光源，其特征是，红光LED芯片选择波长范围在440nm
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810nm的其他可见光或近红外芯片，其设置目的是为工作激光指示照射目标，单颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷硕仑，殷江，
申请(专利权)人：殷硕仑，
类型：新型
国别省市：