激光医疗装置制造方法及图纸

本发明专利技术的激光医疗装置以Ｎｄ∶ＹＡＬＯ↓［３］晶体作为激光工作物质，该激光晶体的激光波长位于石英光纤的透明波长区。该激光晶体在此波段具有作为高功率连续激光和大能量脉冲激光运转的优良特性，因而可利用Ｎｄ∶ＹＡＬＯ↓［３］晶体制造出达到临床治疗功率要求的激光医疗装置。而且，该激光医疗装置可以利用普通医用光纤传输激光，不仅使用方便、灵活、而且可以施行内窥手术。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种激光医疗装置，尤其是一种其激光波长可利用普通医用光纤导光，并具有足够高激光输出功率和能量，可灵活、方便地应用于临床治疗的激光医疗装置。已知的激光医疗装置常用的有CO2气体激光医疗机。它输出的10.6μm激光能量的大部分被水和机体吸收，对组织的穿透能力较弱，故广泛地用于浅表层病灶的气化和切割。但是，10.6μmCO2激光无法在常规的医用石英光纤中传输。尽管已经花巨资试图研制能传输10.6μmCO2激光的红外光纤，但进展缓慢且价格比石英光纤昂贵。再者，目前采用活络关节臂进行导光，不仅使用不够方便，而且无法用于内窥手术。另一方面，10.6μmCO2激光对组织穿透能力较差，无法达到较深部位微血管，因而止血效果较差。众所周知，不同波长激光对机体作用是不尽相同的。因此，要在临床上为医生治疗各种疾病提供更理想的手段，有必要发展更多新波长的医用激光装置。本专利技术的目的在于提供一种其激光波长可利用普通医用光纤导光，具有足够高激光输出功率和能量，使用方便灵活的激光医疗装置。本专利技术另一目的在于提供一种其激光波长可利用普通医用光纤导光，具有足够高激光输出功率和能量，治疗功能与CO2激光医疗机相似的激光医疗装置。本专利技术又一目的在于提供一种其激光波长可利用普通医用光纤导光，具有足够高激光输出功率和能量，用于较深部位微血管凝固和止血的激光医疗装置。本专利技术再一目的在于提供一种其激光波长可利用普通医用光纤导光，输出部分偏振光照射疾患，而具有独特治疗效果的激光医疗装置。本专利技术的激光医疗装置包括Nd∶YAlO3激光晶体;由泵浦源辐射的光照射所述激光晶体，形成所述激光晶体中Nd3+粒子数反转的泵浦系统;以及Nd3+所发出的光在其中谐振输出一定波长激光的谐振腔，其特征在于所述激光波长在石英光纤的透明波长区内。本专利技术用于体外或体内激光治疗的激光医疗装置还包括传输所述激光的石英光纤;将所述谐振腔输出的所述激光会聚到所述石英光纤一端的光纤注入器;与所述石英光纤另一端相连将所述石英光纤传输的激光照射到所需治疗部位的光纤笔。本专利技术的激光医疗装置以Nd∶YAlO3晶体作为激光工作物质，该激光晶体的激光波长可以落在石英光纤的透明波长区。该激光晶体在此波段具有作为高功率连续激光和大能量脉冲激光运转的优良特性，因而可利用Nd∶YAlO3晶体制造出达到临床治疗功率要求的激光医疗装置。而且，该激光医疗装置可以利用普通医用光纤传输激光，不仅使用方便、灵活，而且可以施行内窥手术。本专利技术激光医疗装置其他方面的特点和效果，通过下面参照附图对实施例所作的说明将会更为清楚。附图说明图1是Nd3+离子在YAlO3晶体中的能级分布图。图2是本专利技术连续激光医疗装置一实施例的构成图。图3是图2所示装置中连续氪灯泵浦采用的激光电源的构成图。图4是1341.4nmNd∶YAlO3激光医疗机的连续激光的输出曲线。图5是本专利技术脉冲激光医疗装置一实施例的构成图。图6(a)和6(b)示出配置激光二极管泵浦源的激光医疗机的构成图。图1示出了Nd3+离子在YAlO3晶体中的能级分布图。其中，Nd3+离子的4F3/2能级为亚稳态能级，4I11/2、4I13/2能级为激光跃迁的终态能级。当有相应波长(例如Kr灯或Xe灯)的光照射掺杂有Nd3+的YAlO3晶体时，处于基态的Nd3+受到这种激励便激发到亚稳态能级或更高的能级，处于这些更高能级的Nd3+经自发辐射跃迁到亚稳态能级。通过上述Kr灯或Xe灯辐射光的抽运，就可以使亚稳态的Nd3+粒子数多于4I11/2、4I13/2上的粒子数，从而能够产生激光跃迁，发出一定波长的激光。在YAlO3晶格场作用下，如图1所示，Nd3+离子的4F3/2能级分裂成R1和R2能级，4I13/2能级则分裂成7个能级X1-7，4I11/2能级分裂成6个能级Y1-6。从这些亚稳态能级4F3/2至这些激光跃迁终态能级4I11/2、4I13/2的激光跃迁所产生的激光其波长均在1μm左右，例如，从亚稳态能级4F3/2的R1能级到4I11/2的Y3能级的跃迁产生波长为1079.5nm、沿结晶C轴偏振的激光，从亚稳态能级4F3/2的R2能级到4I13/2的X3能级的跃迁产生波长为1341.4nm、沿结晶C轴偏振的激光，这些激光波长均在石英光纤的透明波长区内。因而，以Nd∶YAlO3晶体作为激光工作物质，激光可由普通石英医用光纤导光。七十年代，本申请的专利技术人对Nd∶YAlO3晶体研究发现，该激光晶体其激光输出功率受到限制的原因在于低对称晶体的热效应，而非Nd∶YAlO3晶体固有的不足。在1979年，该专利技术人从理论上阐述了这种晶体的热效应问题，从而为正确利用此晶体设计高输出功率的激光器提供了依据。目前，业已发展了输出功率高达424W的Nd∶YAlO3连续激光器。该专利技术人建立了一种测量激光发射截面σ和荧光寿命τ的新方法，表1列出按此新方法测定的各种掺钕激光晶体在4F3/2-4I13/2波段的στ值。理论上输出功率与στ值成正比，由表1可知Nd∶YAlO3在1341.4nm波长的στ比其他掺Nd3+离子的晶体都大，该测定结果证实了激光实验结果，即Nd∶YAlO3在这一波段其输出功率占有无可争议的优势。此外，由表2可知，Nd∶YAlO3晶体的光学机械系数Kf与Nd∶YAG相近，具有良好的机械加工性能。因此，Nd∶YAlO3晶体是研制1341.4nm高功率连续激光器和大能量脉冲激光器的优良激光晶体。所以，激光医疗装置采用这种Nd∶YAlO3激光晶体，其激光输出功率足以满足临床治疗0-100W的功率要求。表1一些钕激光晶体的参数晶体 Nd:YAG Nd:YLF Nd:BEL Nd:YAlO3τ(μs)2304801441504F3/2-4I13/2λ(nm)1338/1318131313511341.4σ(×10-10cm2) 0.9/0.92 0.6 0.4 2.2στ(×10-19cm2) 207/211.6 288 57.6 330表2一些激光材料的Kf值激光材料 Nd:YAG Nd:YAlO3Nd:Glass Nd:Glass Nd:Cr:GSGGHoyaLHG8ShottLG106Kf值(×10-4m-1KW-1) 3.8 4.29 7.8 17.0 22.5图2是本专利技术连续激光医疗装置实施例的构成图。图2中，1是Nd∶YAlO3激光晶体，3是泵浦系统，5是内置激光晶体1的激光谐振腔。此外，泵浦系统3包括泵灯31(例如为Kr灯)，以及用作泵灯31工作电源的激光电源33。激光谐振腔5包括全反镜51和输出镜53。全反镜51使激光几乎全部反射回谐振腔内的激光晶体1，输出镜53则使激光部分反射，并使另一部分激光由此输出谐振腔。连续激光医疗装置以Nd∶YAlO3激光晶体作为激光工作物质，熔石英在其输出的激光波段是透明的。因而，激光医疗装置可由普通医用光纤来传输激光。这样，不仅方便使用，而且可以施行内窥手术。因而，激光医疗装置还可以包括传输激光的光纤7；设置在输出镜53外侧作为光纤注入器71的凸透镜(当然亦可以是与输出镜结合在一起的凸透镜)，激光经凸透镜聚焦到芯径φ400-600μm的套层石英光纤的一端；以及与光纤7另一端相连将经光纤传输的激光照到病灶部位的光纤笔73。N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光医疗装置包括：Ｎｄ∶ＹＡｌＯ↓［３］激光晶体；由泵浦源辐射的光照射所述激光晶体，以形成所述激光晶体中Ｎｄ↑［３＋］粒子数反转的泵浦系统；以及Ｎｄ↑［３＋］所发出的光在其中谐振输出一定波长激光的谐振腔，其特征在于所述激光波长在石英光纤的透明波长区内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈鸿元，曾瑞荣，周玉平，于桂芳，黄呈辉，曾政东，林文雄，吴瑞芬，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，福建福日激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]