CN112221020A - 一种半导体激光振镜治疗*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体激光振镜治疗***，涉及激光医疗设备设计技术领域。该***包括激光信号控制模块，分别与激光信号控制模块电连接的人机交付模块和电源模块；还包括激光驱动模块、半导体激光模块和激光准直器，激光信号控制模块通过激光驱动模块与半导体激光模块电连接，半导体激光模块包括指示激光模组和工作激光模组，半导体激光模块与激光准直器通过多模光纤连接；还包括顺次电连接的振镜信号控制模块、振镜驱动模块和振镜光学模块，激光信号控制模块与振镜信号控制模块电连接；激光准直器与振镜光学模块通过光路连接；本发明使用时具备多种连续功率、并且配置多种波长。
Description
技术领域
本发明涉及激光医疗设备设计技术领域，特别涉及一种半导体激光振镜治疗***。
背景技术
目前随着激光应用领域的不断扩展与深入，激光应用日益广泛，不同的应用使用不同的激光治疗***，目前美容修复或理疗恢复市场的激光二氧化碳或光纤激光振镜治疗***应用较多，规格各异。但由于各种实际应用技术条件的限制，半导体激光振镜治疗***很少有出现；具备多种连续功率、并且配置多种波长振镜的治疗***几乎没有厂商可以提供。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：提供一种具备多种连续功率、并且配置多种波长的半导体激光振镜治疗***。
为达到以上目的，本发明提供的半导体激光振镜治疗***，包括激光信号控制模块，分别与激光信号控制模块电连接的人机交付模块和电源模块；
该***还包括激光驱动模块、半导体激光模块和激光准直器，激光信号控制模块通过激光驱动模块与半导体激光模块电连接，半导体激光模块包括指示激光模组和工作激光模组，半导体激光模块与激光准直器通过多模光纤连接；
该***还包括顺次电连接的振镜信号控制模块、振镜驱动模块和振镜光学模块，激光信号控制模块与振镜信号控制模块电连接；激光准直器与振镜光学模块通过光路连接；
人机交互模块用于：将操作数据指令传输至激光信号控制模块，操作数据指令包括治疗指令和开关机指令；
激光信号控制模块用于：将治疗指令转换为振镜控制信号和激光电流控制信号；将激光电流控制信号和激光PWM信号发送至激光驱动模块；将振镜控制信号发送至振镜信号控制模块；将开关机指令发送至电源模块；
振镜信号控制模块用于：将激光信号控制模块传输的振镜控制信号转换为振镜运动信号和激光PWM信号，将振镜运动信号发送至振镜驱动模块，将激光PWM信号发送至激光信号控制模块；
振镜驱动模块用于：收到激光信号控制模块传输的振镜运动信号后，控制振镜光学模块调整至对应角度；
激光驱动模块用于：收到激光信号控制模块传输的激光电流控制信号和激光PWM信号后，向半导体激光模块输出对应的调制电流；
半导体激光模块用于：根据激光驱动模块传输的调制电流，输出对应功率的激光至激光准直器；
激光准直器用于：将发散的激光准直成匹配振镜光学模块的准直光束后，在振镜光学模块的输出端生成点阵激光输出；
电源模块用于：收到激光信号控制模块传输的开机指令时，向整个***提供电源，收到激光信号控制模块传输的关机指令时，关闭整个***的电源。
在上述技术方案的基础上，该***还包括分别与激光信号控制模块和半导体激光模块电连接的恒温控制模块；
激光信号控制模块还用于：发送预设温度至恒温控制模块；
恒温控制模块用于：实时采集半导体激光模块的实际温度，根据实际温度和预设温度，控制半导体激光模块的工作温度。
在上述技术方案的基础上，该***还包括与激光信号控制模块电连接的报警指示模块；
激光驱动模块还用于：在半导体激光模块输出激光后，实时采集半导体激光模块的激光功率和激光电流、并反馈至激光信号控制模块；
激光信号控制模块还用于：实时监测半导体激光模块的激光功率和激光电流，若发现异常，向报警指示模块发送报警信号，报警指示模块收到报警信号后，产生报警信息，报警信息包括声音和指示灯；
报警指示模块包括LED指示灯、报警器和脚踏报警接口，报警器选用扬声器或蜂鸣器。
在上述技术方案的基础上，所述振镜光学模块包括X/Y振镜电机、以及与半导体激光模块中每个模组匹配的反射镜组，每组反射镜组包括X/Y振镜、场镜和定焦架；
振镜光学模块用于：被振镜驱动模块驱动后，摆动电机控制X/Y振镜调整角度；经激光准直器发出的准直光束经X/Y振镜反射至场镜后，在场镜的工作面生成点阵激光输出。
在上述技术方案的基础上，所述半导体激光模块中的指示激光模组选用650nm或630nm模组，工作激光模组选用980nm/15W、1940nm/12W或1470nm/15W模组。
在上述技术方案的基础上，所述激光信号控制模块包括单片机控制子***、232串口接口电路、AD/DA转换接口、脉宽调制驱动接口和DC-DC电源子模块。
在上述技术方案的基础上，所述激光驱动模块包括电流驱动电路、电流采样反馈电路和激光功率探测电路，电流驱动电路可选配线性恒流电路或开关恒流电路。
在上述技术方案的基础上，所述恒温控制模块包括TEC电流驱动电路、温度采样反馈电路、TEC半导体制冷器、散热器和散热风扇。
在上述技术方案的基础上，所述振镜信号控制模块包括单片机、串口通信接口、X/Y振镜电机DA信号接口和激光同步控制信号接口；
所述振镜驱动模块包括X/Y振镜电机DA信号接口、电机电流驱动电路和振镜故障检测电路。
在上述技术方案的基础上，所述激光准直器包括入射非球面镜和出射非球面镜。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的半导体激光振镜治疗***的激光信号控制模块能够提供多种连续功率的电流，将治疗参数转换成振镜控制信号和激光电流控制信号，将振镜控制信号发送至振镜信号控制模块；振镜信号控制模块将振镜控制信号转换为振镜运动信号和激光PWM信号，将振镜运动信号发送至振镜驱动模块，将激光PWM信号发送至激光信号控制模块。
待振镜光学模块将X/Y振镜调整至对应角度后，激光信号控制模块将激光电流控制信号和激光PWM信号发送至激光驱动模块；激光驱动模块输出调制电流驱动具有多个不同波长模组的半导体激光模块输出对应波长的激光；同时，恒温控制模块测量半导体激光模块的工作温度，输出电流驱动TEC制冷，以控制半导体激光模块的温度恒定。报警指示模块检测故障报警，并指示报警。调制的激光通过激光准直器经过X/Y振镜和场镜，并在振镜工作面形成对应的激光点阵。
附图说明
图1为本发明实施例中的半导体激光振镜治疗***的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例中的半导体激光振镜治疗***，包括激光信号控制模块，分别与激光信号控制模块电连接的人机交付模块和电源模块；
该***还包括激光驱动模块、半导体激光模块和激光准直器，激光信号控制模块通过激光驱动模块与半导体激光模块电连接，半导体激光模块包括指示激光模组和工作激光模组，半导体激光模块与激光准直器通过多模光纤连接；
该***还包括顺次电连接的振镜信号控制模块、振镜驱动模块和振镜光学模块，激光信号控制模块与振镜信号控制模块电连接；激光准直器与振镜光学模块通过光路连接。
人机交互模块用于：将用户输入的操作数据指令传输至激光信号控制模块，操作数据指令包括治疗指令和开关机指令，治疗指令包括治疗区域、图形、点能量、停留时间和打点次数等治疗参数。
激光信号控制模块用于：将治疗指令转换为振镜控制信号和激光电流控制信号；将激光电流控制信号和激光PWM信号发送至激光驱动模块；将振镜控制信号发送至振镜信号控制模块；将开关机指令发送至电源模块。
振镜信号控制模块用于：将激光信号控制模块传输的振镜控制信号转换为振镜运动信号和激光PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号，将振镜运动信号发送至振镜驱动模块，将激光PWM信号发送至激光信号控制模块。
振镜驱动模块用于：收到激光信号控制模块传输的振镜运动信号后，控制振镜光学模块调整至对应角度。
激光驱动模块用于：收到激光信号控制模块传输的激光电流控制信号和激光PWM信号后，向半导体激光模块输出对应的调制电流。
半导体激光模块用于：根据激光驱动模块传输的调制电流，输出对应功率的激光至激光准直器。
激光准直器用于：将发散的激光准直成匹配振镜光学模块的准直光束后，在振镜光学模块的输出端生成点阵激光输出。
电源模块用于：收到激光信号控制模块传输的开机指令时，向整个***提供电源，收到激光信号控制模块传输的关机指令时，关闭整个***的电源。
该***还包括分别与激光信号控制模块和半导体激光模块电连接的恒温控制模块；
激光信号控制模块还用于：发送预设温度至恒温控制模块；
恒温控制模块用于：实时采集半导体激光模块的实际温度，根据实际温度和预设温度，控制半导体激光模块工作温度稳定，以保证半导体激光模块稳定可靠工作；具体做法可以为：当实际温度与预设温度的差值超过阈值时，通过调节TEC(ThermoelectricCooler，半导体制冷器)工作电流改变制冷功率，进而调解半导体激光模块的工作温度。
该***还包括与激光信号控制模块电连接的报警指示模块；
激光驱动模块还用于：在半导体激光模块输出激光后，实时采集半导体激光模块的激光功率和激光电流、并反馈至激光信号控制模块；
激光信号控制模块还用于：实时监测半导体激光模块的激光功率和激光电流，若发现异常(例如与设定值的差值超过阈值)，向报警指示模块发送报警信号，报警指示模块收到报警信号后，产生报警信息，报警信息包括声音和指示灯。
报警指示模块包括LED指示灯、报警器、脚踏报警接口、安全联锁接口、光纤连接接口和连接器接口，报警器包括扬声器或蜂鸣器。
振镜光学模块包括X/Y振镜电机、以及与半导体激光模块中每个模组匹配的反射镜组，每组反射镜组包括X/Y振镜、场镜和定焦架。
振镜光学模块用于：被振镜驱动模块驱动后，摆动电机控制X/Y振镜调整角度；经激光准直器发出的准直光束经X/Y振镜反射至场镜后，在场镜的工作面生成点阵激光输出。
激光信号控制模块包括单片机控制子***、232串口接口电路、AD/DA转换接口、脉宽调制驱动接口和DC-DC电源子模块。
人机交互模块包括液晶屏、触摸板、显示驱动板、按键、单键飞梭构成；液晶屏为10.2寸高亮屏，可以显示复杂的操作画面，呈现清晰的参数图像。
电源模块包括12V或24V***电源、用于为半导体激光模块供电的3.3V～12V激光电源组(根据具体模组的电器特性选配不同规格的电源)、以及用于为恒温控制模块供电的12V或24V制冷电源(根据激光发热量对制冷的需求可以选配多种功率的电源)。
激光驱动模块包括电流驱动电路、电流采样反馈电路和激光功率探测电路，电流驱动电路可选配线性恒流电路或开关恒流电路。
半导体激光模块中的指示激光模组选用650nm或630nm模组，工作激光模组选用980nm/15W、1940nm/12W或1470nm/15W模组。
恒温控制模块包括TEC电流驱动电路、温度采样反馈电路、TEC半导体制冷器、散热器(热管散热器或型材散热器)和散热风扇。
振镜信号控制模块包括单片机、串口通信接口、X/Y振镜电机DA信号接口和激光同步控制信号接口。
振镜驱动模块包括X/Y振镜电机DA信号接口、电机电流驱动电路和振镜故障检测电路。
激光准直器包括入射非球面镜和出射非球面镜。
本实施例中的半导体激光振镜治疗***的工作流程包括：***开机后，人机交互模块的液晶屏向用户呈现***主操作界面，用户通过人机交互模块的液晶触摸屏选择治疗区域、图形、点能量、停留时间、打点次数等治疗参数，传递给激光信号控制模块。
激光信号控制模块将治疗参数转换成振镜控制信号和激光电流控制信号，将振镜控制信号发送至振镜信号控制模块；振镜信号控制模块将振镜控制信号转换为振镜运动信号和激光PWM信号，将振镜运动信号发送至振镜驱动模块，将激光PWM信号发送至激光信号控制模块。
待振镜光学模块将X/Y振镜调整至对应角度后，激光信号控制模块将激光电流控制信号和激光PWM信号发送至激光驱动模块；激光驱动模块输出调制电流驱动半导体激光模块输出激光；同时，恒温控制模块测量半导体激光模块的工作温度，输出电流驱动TEC制冷，以控制半导体激光模块的温度恒定。报警指示模块检测故障报警，并指示报警。调制的激光通过激光准直器经过X/Y振镜和场镜，并在振镜工作面形成对应的激光点阵。
·需要说明的是：本发明实施例提供的***在进行模块间通信时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将***的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
进一步，本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种半导体激光振镜治疗***，其特征在于：该***包括激光信号控制模块，分别与激光信号控制模块电连接的人机交付模块和电源模块；
该***还包括激光驱动模块、半导体激光模块和激光准直器，激光信号控制模块通过激光驱动模块与半导体激光模块电连接，半导体激光模块包括指示激光模组和工作激光模组，半导体激光模块与激光准直器通过多模光纤连接；
该***还包括顺次电连接的振镜信号控制模块、振镜驱动模块和振镜光学模块，激光信号控制模块与振镜信号控制模块电连接；激光准直器与振镜光学模块通过光路连接；
人机交互模块用于：将操作数据指令传输至激光信号控制模块，操作数据指令包括治疗指令和开关机指令；
激光信号控制模块用于：将治疗指令转换为振镜控制信号和激光电流控制信号；将激光电流控制信号和激光PWM信号发送至激光驱动模块；将振镜控制信号发送至振镜信号控制模块；将开关机指令发送至电源模块；
振镜信号控制模块用于：将激光信号控制模块传输的振镜控制信号转换为振镜运动信号和激光PWM信号，将振镜运动信号发送至振镜驱动模块，将激光PWM信号发送至激光信号控制模块；
振镜驱动模块用于：收到激光信号控制模块传输的振镜运动信号后，控制振镜光学模块调整至对应角度；
激光驱动模块用于：收到激光信号控制模块传输的激光电流控制信号和激光PWM信号后，向半导体激光模块输出对应的调制电流；
半导体激光模块用于：根据激光驱动模块传输的调制电流，输出对应功率的激光至激光准直器；
激光准直器用于：将发散的激光准直成匹配振镜光学模块的准直光束后，在振镜光学模块的输出端生成点阵激光输出；
电源模块用于：收到激光信号控制模块传输的开机指令时，向整个***提供电源，收到激光信号控制模块传输的关机指令时，关闭整个***的电源。
2.如权利要求1所述的半导体激光振镜治疗***，其特征在于：该***还包括分别与激光信号控制模块和半导体激光模块电连接的恒温控制模块；
激光信号控制模块还用于：发送预设温度至恒温控制模块；
恒温控制模块用于：实时采集半导体激光模块的实际温度，根据实际温度和预设温度，控制半导体激光模块的工作温度。
3.如权利要求1所述的半导体激光振镜治疗***，其特征在于：该***还包括与激光信号控制模块电连接的报警指示模块；
激光驱动模块还用于：在半导体激光模块输出激光后，实时采集半导体激光模块的激光功率和激光电流、并反馈至激光信号控制模块；
激光信号控制模块还用于：实时监测半导体激光模块的激光功率和激光电流，若发现异常，向报警指示模块发送报警信号，报警指示模块收到报警信号后，产生报警信息，报警信息包括声音和指示灯；
报警指示模块包括LED指示灯、报警器和脚踏报警接口，报警器选用扬声器或蜂鸣器。
4.如权利要求1所述的半导体激光振镜治疗***，其特征在于：所述振镜光学模块包括X/Y振镜电机、以及与半导体激光模块中每个模组匹配的反射镜组，每组反射镜组包括X/Y振镜、场镜和定焦架；
振镜光学模块用于：被振镜驱动模块驱动后，摆动电机控制X/Y振镜调整角度；经激光准直器发出的准直光束经X/Y振镜反射至场镜后，在场镜的工作面生成点阵激光输出。
5.如权利要求1所述的半导体激光振镜治疗***，其特征在于：所述半导体激光模块中的指示激光模组选用650nm或630nm模组，工作激光模组选用980nm/15W、1940nm/12W或1470nm/15W模组。
6.如权利要求1至5任一项所述的半导体激光振镜治疗***，其特征在于：所述激光信号控制模块包括单片机控制子***、232串口接口电路、AD/DA转换接口、脉宽调制驱动接口和DC-DC电源子模块。
7.如权利要求1至6任一项所述的半导体激光振镜治疗***，其特征在于：所述激光驱动模块包括电流驱动电路、电流采样反馈电路和激光功率探测电路，电流驱动电路可选配线性恒流电路或开关恒流电路。
8.如权利要求1至6任一项所述的半导体激光振镜治疗***，其特征在于：所述恒温控制模块包括TEC电流驱动电路、温度采样反馈电路、TEC半导体制冷器、散热器和散热风扇。
9.如权利要求1至6任一项所述的半导体激光振镜治疗***，其特征在于：所述振镜信号控制模块包括单片机、串口通信接口、X/Y振镜电机DA信号接口和激光同步控制信号接口；
所述振镜驱动模块包括X/Y振镜电机DA信号接口、电机电流驱动电路和振镜故障检测电路。
10.如权利要求1至6任一项所述的半导体激光振镜治疗***，其特征在于：所述激光准直器包括入射非球面镜和出射非球面镜。
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