CN117504158A - 一种用于激光止痛仪的激光光学*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于激光止痛仪的激光光学***，属于医疗设备技术领域，目的解决现有技术存在的无法精确控制激光的辐射范围和功率以及治疗过程中无法进行疼痛区域的准确定位和调节问题。本发明的一种用于激光止痛仪的激光光学***包括红外激光器、指示光源、透射扩束***、激光反射***、激光合束***、离轴扩束***、光阑和参数控制***；红外激光器发射的红外激光光束经透射扩束***扩束后进入到激光反射***，激光反射***反射的激光光束和指示光源发出的光束经激光合束***合束并同轴输出后进入到离轴扩束***，离轴扩束***扩束后的光纤经光阑输出；通过所述参数控制***调控所述红外激光器的功率密度以及所述指示光源的功率密度。
Description
技术领域
本发明属于医疗设备技术领域，具体涉及一种用于激光止痛仪的激光光学***。
背景技术
在医疗领域中，疼痛治疗一直是一个重要的方向。传统的疼痛治疗方法包括药物治疗、物理疗法等，然而，药物治疗可能会引发一系列不良反应，而传统物理疗法如电疗、热疗以及磁疗等在治疗效果和安全性方面也存在局限性。因此，寻找新的治疗方法成为了医疗领域的一个研究热点。
激光止痛疗法因其具有非侵入性、高精准性和无副作用等优势，在疼痛治疗中逐渐得到了广泛应用。尤其是红外激光，其具有较强的组织穿透能力，可以直接作用于疼痛部位，通过激活细胞的生物学效应，促进组织修复和疼痛缓解。
然而，在实际应用中，红外激光疼痛治疗存在一定的技术问题。例如，无法精确控制激光的辐射范围和功率，以确保疼痛区域得到充分治疗，而周围正常组织又不受损伤。此外，由于疼痛部位的不同，治疗过程中无法进行准确定位和调节，以确保激光的精准照射。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于激光止痛仪的激光光学***，解决现有技术存在的无法精确控制激光的辐射范围和功率以及治疗过程中无法进行疼痛区域准确定位和调节的问题。
为实现上述目的，本发明的一种用于激光止痛仪的激光光学***包括红外激光器、指示光源、透射扩束***、激光反射***、激光合束***、离轴扩束***、光阑和参数控制***；
红外激光器发射的红外激光光束经透射扩束***扩束后进入到激光反射***，激光反射***反射的激光光束和指示光源发出的光束经激光合束***合束并同轴输出后进入到离轴扩束***，离轴扩束***扩束后的光纤经光阑输出；通过所述参数控制***调控所述红外激光器的功率密度以及所述指示光源的功率密度。
所述透射扩束***包括沿红外激光器光轴方向依次设置的10倍透射扩束主镜和10倍透射扩束次镜；所述10倍透射扩束主镜为凹透镜，所述10倍透射扩束次镜为凸透镜，红外激光器发射出的红外激光光束依次10倍透射扩束主镜和10倍透射扩束次镜后输出平行光束。
所述激光光学***还包括***电源，通过所述***电源为所述参数控制***、红外激光器及指示光源提供所需的电力。
所述10倍透射扩束主镜为双面镀10.6μm增透膜的凹透镜，平均透射率大于99%，所述10倍透射扩束次镜为双面镀10.6μm增透膜的凸透镜，平均透射率大于99%。
所述激光反射***包括第一激光反射镜、第二激光反射镜和第三激光反射镜；第一激光反射镜、第二激光反射镜和第三激光反射镜均为单面镀10.6μm反射膜的10.6μm反射镜，平均反射率大于99%，45°入射角反射；经透射扩束***发出的激光依次经第一激光反射镜、第二激光反射镜和第三激光反射镜反射后进入激光合束***。
所述激光合束***为镀有10.6μm增透膜，平均透射率大于95%以及镀有650nm反射膜，平均反射率大于75%的合束镜。
所述离轴扩束***包括5倍离轴扩束主镜和5倍离轴扩束次镜，经激光合束***发出的合束光依次经5倍离轴扩束主镜和5倍离轴扩束次镜后输出平行光束。
所述5倍离轴扩束主镜及所述5倍离轴扩束次镜为10.6±0.5μm范围上具有大于95%的平均反射率以及在650±50nm具有大于75%的平均反射率的离轴抛物面镜。
所述光阑为孔径光阑，通过所述光阑控制出射光的光束直径。
所述红外激光器为CO2射频激光器，输出中心波长为10.6μm；所述指示光源为半导体激光器，输出中心波长为650nm。
本发明的有益效果为：本发明一种用于激光止痛仪的激光光学***中，红外激光器输出的激光光束通过扩束***将激光光束直径扩大为原来的10倍，经所述激光反射***及激光合束***与指示光源发出的激光束同轴入射到所述离轴扩束***，经所述离轴扩束***将激光光束与指示光束直径扩大为原来的5倍，最后经光阑限制后辐照到疼痛区。
本发明一种用于激光止痛仪的激光光学***克服了传统止痛方法在治疗效果和安全性方面的局限性，还具备以下效果：
（1）实现了红外激光的精准扩束、反射、合束以及控制激光辐照范围的效果；
（2）定位准确，精准治疗：指示光源的应用帮助操作人员准确定位激光照射的位置，采用指示光源输出的光斑可实现红外激光器输出的不可见光斑的精确视觉定位，从而实现疼痛治疗区域的精确定位以及方便调节疼痛区域的治疗；使得治疗能够精准地对准疼痛区域，避免了误照射和不必要的治疗，通过激光合束***的应用，将红外激光器输出的激光光束与指示光光源输出的光束进行合束，实现同轴传输，从而将激光精准地照射到治疗区域。这大大提高了治疗的精准性，确保激光作用于疼痛部位，减少了对周围正常组织的影响。
（3）高效能量传输：通过透射扩束***和离轴扩束***的使用，激光光束的直径被扩大，从而增加了激光能量在治疗区域的分布，使得治疗效果更加均匀，提高了激光的能量传输效率。
（4）提高治疗效果：由于***精准性的提高，红外激光能够更好地作用于疼痛区域，促进细胞生物学效应，从而加速组织修复和疼痛缓解，提高了治疗的效果。
（5）增强安全性：***的精准性和光束控制，减少了对正常组织的不良影响，降低了治疗过程中的安全风险，使得患者能够更安全地接受治疗。
附图说明
图1为本发明的一种用于激光止痛仪的激光光学***示意图；
图2为本发明的一种用于激光止痛仪的激光光学***中光路结构示意图；
图3为本发明的一种用于激光止痛仪的激光光学***结构外观图；
图4为本发明的一种用于激光止痛仪的激光光学***结构示意图。
其中：1、红外激光器，2、10倍透射扩束主镜，3、10倍透射扩束次镜，4、第一激光反射镜，5、第二激光反射镜，6、第三激光反射镜，7、指示光源，8、合束镜，9、5倍离轴扩束主镜，10、5倍离轴扩束次镜，11、光阑。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
参见图1-图4，本发明的一种用于激光止痛仪的激光光学***包括红外激光器1、指示光源7、透射扩束***、激光反射***、激光合束***、离轴扩束***、光阑11和参数控制***；
红外激光器1发射的红外激光光束经透射扩束***扩束后进入到激光反射***，激光反射***反射的激光光束和指示光源7发出的光束经激光合束***合束并同轴输出后进入到离轴扩束***，离轴扩束***扩束后的光纤经光阑11输出；所述参数控制***与所述红外激光器1及指示光源7连接，通过所述参数控制***调控所述红外激光器1的功率密度以及所述指示光源7的功率密度。
所述指示光源7为半导体激光器，用于输出中心波长为650nm的可见红光。
所述红外激光器1用于输出红外激光束，通过可见的指示光源7与不可见的激光合束，实现指示光源在患者疼痛治疗区域的视觉定位。
所述透射扩束***，用于扩束所述红外激光器1输出的激光光束。
所述激光反射***，用于将所述红外激光器1输出的激光光束反射到所述离轴扩束***。
所述激光合束***，用于将所述红外激光器1输出的激光光束与所述指示光光源输出的光束进行合束，实现同轴传输。
所述离轴扩束***，用于扩束所述红外激光器1输出的激光与所述指示光光源输出的光束。
所述透射扩束***包括沿红外激光器1光轴方向依次设置的10倍透射扩束主镜2和10倍透射扩束次镜3；所述10倍透射扩束主镜2为凹透镜，所述10倍透射扩束次镜3为凸透镜，红外激光器1发射出的红外激光光束依次10倍透射扩束主镜2和10倍透射扩束次镜3后输出平行光束。所述透射扩束***可将所述红外激光器1输出的激光光束直径扩大为原来的10倍。
所述激光光学***还包括***电源，通过所述***电源为所述参数控制***、红外激光器1及指示光源7提供所需的电力。所述***电源的输入电压为220V，输出电压范围为12V~24V。
所述10倍透射扩束主镜2为双面镀10.6μm增透膜的凹透镜，平均透射率大于99%，所述10倍透射扩束次镜3为双面镀10.6μm增透膜的凸透镜，平均透射率大于99%。
所述激光反射***包括第一激光反射镜4、第二激光反射镜5和第三激光反射镜6；第一激光反射镜4、第二激光反射镜5和第三激光反射镜6均为单面镀10.6μm反射膜的10.6μm反射镜，平均反射率大于99%，45°入射角反射；经透射扩束***发出的激光依次经第一激光反射镜4、第二激光反射镜5和第三激光反射镜6反射后进入激光合束***。
所述激光合束***用于将所述红外激光器1输出的激光光束与所述指示光光源输出的光束进行合束，实现同轴传输；所述激光合束***为镀有10.6μm增透膜，平均透射率大于95%以及镀有650nm反射膜，平均反射率大于75%的合束镜8。
所述离轴扩束***包括5倍离轴扩束主镜9和5倍离轴扩束次镜10，用于扩束所述红外激光器1输出的激光与所述指示光光源输出的光束。经激光合束***发出的合束光依次经5倍离轴扩束主镜9和5倍离轴扩束次镜10后输出平行光束。所述离轴扩束***能将所述红外激光器1输出的激光光束与所述指示光光源输出的光束直径扩大为原来的5倍。
所述5倍离轴扩束主镜9及所述5倍离轴扩束次镜10为10.6±0.5μm范围上具有大于95%的平均反射率以及在650±50nm具有大于75%的平均反射率的离轴抛物面镜。
所述光阑11为孔径光阑，通过所述光阑11控制出射光的光束直径，能够实现红外光束直径从5mm到100mm的改变，从而适应不同疼痛区域面积大小的治疗。
所述红外激光器1为CO2射频激光器，输出中心波长为10.6μm，输出功率最大为30W，重复频率为0-25kHz可调，光束直径为2mm；所述指示光源7为半导体激光器，输出中心波长为650nm，输出功率为5mW，光束直径为5mm。
本发明一种用于激光止痛仪的激光光学***中光路辐射过程为：所述红外激光器1发出的激光束经所述10倍投射扩束主镜和10倍投射扩束次镜，光束直径扩大为原来的10倍，以45°入射角经所述第一激光反射镜4、第二激光反射镜5、第三激光反射镜6反射至所述合束镜8与所述指示光源7发射出的光束合束后同轴入射到所述5倍离轴扩束主镜9和5倍离轴扩束次镜10，光束直径再次扩大5倍，最后经所述光阑11限制后辐照到疼痛区。
本发明一种用于激光止痛仪的激光光学***，红外激光器1发出的激光束经该***出射后，持续脉冲时间为0.2-15.2ms，可实现激光辐射通量密度为10-385mW/cm2的输出控制。
本发明一种用于激光止痛仪的激光光学***，红外激光器1和指示光源7实现同轴扩束输出，采用指示光源7输出的光斑可实现红外激光器1输出的不可见光斑的精确视觉定位，从而实现疼痛治疗区域的精确定位以及方便调节疼痛区域的治疗。
Claims (10)
1.一种用于激光止痛仪的激光光学***，其特征在于，包括红外激光器（1）、指示光源（7）、透射扩束***、激光反射***、激光合束***、离轴扩束***、光阑（11）和参数控制***；
红外激光器（1）发射的红外激光光束经透射扩束***扩束后进入到激光反射***，激光反射***反射的激光光束和指示光源（7）发出的光束经激光合束***合束并同轴输出后进入到离轴扩束***，离轴扩束***扩束后的光纤经光阑（11）输出；通过所述参数控制***调控所述红外激光器（1）的功率密度以及所述指示光源（7）的功率密度。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光止痛仪的激光光学***，其特征在于，所述激光光学***还包括***电源，通过所述***电源为所述参数控制***、红外激光器（1）及指示光源（7）提供所需的电力。
3.根据权利要求1所述的一种用于激光止痛仪的激光光学***，其特征在于，所述透射扩束***包括沿红外激光器（1）光轴方向依次设置的10倍透射扩束主镜（2）和10倍透射扩束次镜（3）；所述10倍透射扩束主镜（2）为凹透镜，所述10倍透射扩束次镜（3）为凸透镜，红外激光器（1）发射出的红外激光光束依次10倍透射扩束主镜（2）和10倍透射扩束次镜（3）后输出平行光束。
4.根据权利要求3所述的一种用于激光止痛仪的激光光学***，其特征在于，所述10倍透射扩束主镜（2）为双面镀10.6μm增透膜的凹透镜，平均透射率大于99%，所述10倍透射扩束次镜（3）为双面镀10.6μm增透膜的凸透镜，平均透射率大于99%。
5.根据权利要求1所述的一种用于激光止痛仪的激光光学***，其特征在于，所述激光反射***包括第一激光反射镜（4）、第二激光反射镜（5）和第三激光反射镜（6）；第一激光反射镜（4）、第二激光反射镜（5）和第三激光反射镜（6）均为单面镀10.6μm反射膜的10.6μm反射镜，平均反射率大于99%，45°入射角反射；经透射扩束***发出的激光依次经第一激光反射镜（4）、第二激光反射镜（5）和第三激光反射镜（6）反射后进入激光合束***。
6.根据权利要求5所述的一种用于激光止痛仪的激光光学***，其特征在于，所述激光合束***为镀有10.6μm增透膜，平均透射率大于95%以及镀有650nm反射膜，平均反射率大于75%的合束镜（8）。
7.根据权利要求1所述的一种用于激光止痛仪的激光光学***，其特征在于，所述离轴扩束***包括5倍离轴扩束主镜（9）和5倍离轴扩束次镜（10），经激光合束***发出的合束光依次经5倍离轴扩束主镜（9）和5倍离轴扩束次镜（10）后输出平行光束。
8.根据权利要求7所述的一种用于激光止痛仪的激光光学***，其特征在于，所述5倍离轴扩束主镜（9）及所述5倍离轴扩束次镜（10）为10.6±0.5μm范围上具有大于95%的平均反射率以及在650±50nm具有大于75%的平均反射率的离轴抛物面镜。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种用于激光止痛仪的激光光学***，其特征在于，所述光阑（11）为孔径光阑，通过所述光阑（11）控制出射光的光束直径。
10.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种用于激光止痛仪的激光光学***，其特征在于，所述红外激光器（1）为CO2射频激光器，输出中心波长为10.6μm；所述指示光源（7）为半导体激光器，输出中心波长为650nm。
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