專利名稱：一種雙波長激光治療機(jī)的制作方法
反向鏈路的接收信號強(qiáng)度指示器(RSSI)＝-108dBm+10log[NF]+10log[并行連接的轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)目]。
這就是說，一個(gè)發(fā)射機(jī)/接收機(jī)單元110的干擾電平為10log[N*G1]和10log[N*nf1]。基站100的干擾電平為10log[M*N*G1*G2]和10log[M*N*nf1]。因此，下面給出了總干擾的表達(dá)式。
nfp＝M*N*nf1NFp[dB]＝10log[M*N*nf1]＝10log[M*N]+nf1下面的表1示出了根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器單元的數(shù)目計(jì)算的電平和測量值。
表1
圖3是用來解釋由于最靠近終端的兩個(gè)小型轉(zhuǎn)發(fā)器的天線和終端的緣故導(dǎo)致基站120的接收信號強(qiáng)度指示器(RSSI)增加的圖。在圖3中，為方便起見，設(shè)終端的輸出電平固定為0(dBm)。傳輸損耗(PL)如下表示。在下面的等式中，f為頻率(MHz)，而d為距離(Km)。
PL＝20*log(f)+20*log(d)+32.44[dB]如圖3的情況一樣，表2示出了基站120的接收信號強(qiáng)度指示器(RSSI)隨天線數(shù)目的增加而增加。
表2
的生物組織相互作用的性質(zhì)相當(dāng)于有限體積的瞬時(shí)加熱，在該體積內(nèi)壓強(qiáng)升高，伴隨物質(zhì)(如血液)由切口處涌出，不產(chǎn)生血凝現(xiàn)象，不能夠止血，這樣容易造成傷口流血過多而感染。而用1064nmNd:YAG激光照射組織時(shí)，組織表面由于細(xì)胞質(zhì)的蒸發(fā)而皺縮，表面以下的結(jié)構(gòu)由于受熱而凝固，皺縮的表面結(jié)構(gòu)和較深的凝固層將共同引起血管的收縮，這樣1064nmNd:YAG激光具有優(yōu)良的組織凝固和止血效果。
根據(jù)這兩種激光治療機(jī)的激光波長在生物組織中的特性，我們將這兩種波長的激光組合在一起，發(fā)明出一種雙波長激光治療機(jī)。這種雙波長激光治療機(jī)既具有激光切割、氣化速度快的優(yōu)點(diǎn)又具有良好的凝固、止血效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于公開一種用于高效精密手術(shù)中的摻鉺、摻釹激光治療機(jī)，它既具有激光切割、氣化速度快的優(yōu)點(diǎn)又具有良好的凝固、止血效果。
本發(fā)明由Er:YAG激光系統(tǒng)以及Nd:YAG激光系統(tǒng)組成。
在燈(氙燈或氪燈)為泵浦源或以半導(dǎo)體激光器為泵浦源下，在準(zhǔn)連續(xù)(重復(fù)頻率)或脈沖工作方式下，采用Er:YAG為激光激活介質(zhì)產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)儲能。Er:YAG激光晶體及激光治療機(jī)具有以下結(jié)構(gòu)(見附圖)在激光晶體的兩個(gè)端面上鍍膜，一端面鍍成對2940nm全反，另一端面鍍成對2940nm部分輸出，使激光晶體直接構(gòu)成諧振腔，這樣就可以避免2940nm的光因普通諧振腔的腔內(nèi)水汽的吸收引起的腔內(nèi)損耗過大，從而達(dá)到提高激光效率、縮小整機(jī)的目的。并使冷卻裝置的進(jìn)水進(jìn)入治療機(jī)系統(tǒng)時(shí)最先進(jìn)入Er:YAG激光晶體，再到Er:YAG激光器的其他需冷卻的器件如燈、聚光腔等最終后回到冷卻裝置。通過以上這些技術(shù)方案，可以有效降低由Er:YAG激光晶體熱效應(yīng)對激光輸出效率的影響，其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到組織切除及皮膚除皺、磨皮等的要求。
1064nm Nd:YAG激光在這個(gè)系統(tǒng)中主要是止血、凝固作用，所以功率要求不高，從0-50瓦范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)(根據(jù)醫(yī)生對具體手術(shù)的要求)，可以以連續(xù)、脈沖工作方式運(yùn)轉(zhuǎn)工作。在燈(氙燈或氪燈)或以半導(dǎo)體激光器為泵浦下，采用Nd:YAG為激光激活介質(zhì)產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)儲能。本發(fā)明采用半導(dǎo)體激光器為泵浦源泵浦Nd:YAG激光晶體(見附圖)，是由Nd:YAG晶體和用于泵浦所述晶體以及使所述晶體形成激活離子(Nd3+離子)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的泵浦系統(tǒng)，以及相應(yīng)的光學(xué)諧振腔組成。在泵浦激勵下，聚集在Nd3+離子4F3/2亞穩(wěn)能級R2組態(tài)的粒子躍遷到4I11/2能級的Y3組態(tài)產(chǎn)生1064nm輻射，在其諧振腔中產(chǎn)生1064nm激光。
一般的石英光纖對2940nm光波透過率很小，而對1064nm光波傳輸損耗較??；而藍(lán)寶石及氟化物玻璃光纖對500nm-4000nm波長的光的損耗均較低，這樣所述波段范圍內(nèi)的光通過這種光纖時(shí)透過損耗都較小，所以我們的650nm的導(dǎo)引光、2940nm激光和1064nm激光可以在同一根光纖中實(shí)現(xiàn)傳輸。將諧振腔輸出的相應(yīng)波長激光通過耦合鏡及耦合透鏡會聚到所述光纖一端，經(jīng)過光纖導(dǎo)光，通過與所述光纖另一端將所述相應(yīng)波長激光照射到所需治療病灶部位，對病灶進(jìn)行治療。
紅色半導(dǎo)體激光將治療用激光通過光纖引導(dǎo)到病灶，作為病灶治療的指示光源；上述治療用的2940nm Er:YAG及1064nm Nd:YAG激光的泵浦源包括能連續(xù)改變輸入能量或功率的脈沖寬度適當(dāng)?shù)闹貜?fù)頻率脈沖驅(qū)動源或連續(xù)驅(qū)動源和作為泵浦燈的氙燈或氪燈。
上述激光治療機(jī)裝置僅用一臺自循環(huán)冷卻系統(tǒng)，大大縮小了系統(tǒng)的體積。


附圖是本發(fā)明燈泵浦2940nmEr:YAG及半導(dǎo)體泵浦1064nmNd:YAG雙波長激光治療機(jī)實(shí)例的構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明附圖中1是Er:YAG晶體，晶體的一端鍍對2940nm波長高反射介質(zhì)膜，晶體的另一端做為激光的輸出端鍍對2940nm波長的部分反射介質(zhì)膜；2是泵浦用氙燈或氪燈，3是濾去泵浦燈紫外輻射的濾光管，4是緊包式橢圓型或圓型聚光腔，5是與激光同光路的紅色激光二極管，6是自循環(huán)冷卻裝置，7是電源，可以是從0連續(xù)增加到1200伏，工作頻率在1-50赫茲可調(diào)的脈沖開關(guān)電源，8是Nd:YAG晶體，9是對1064nm激光波長全反射的介質(zhì)鏡，10是1064nm激光的輸出鏡，11是1064nm激光的半導(dǎo)體泵浦源，12是1064nm的全反鏡，13是對2940nm波長高透過率、對1064nm激光全反的45°放置耦合鏡片，14是耦合會聚透鏡，其特征是選用2940nm、1064nm及650nm波長激光具有高透過率的藍(lán)寶石晶體，15是從500nm至4000nm波段均是低損耗的氟化物玻璃光纖。
啟動激光后，醫(yī)務(wù)人員可以根據(jù)病情的實(shí)際情況，改變電源的儲能和半導(dǎo)體泵浦源的工作電流，使從光纖輸出的2940nm和1064nm的激光具有一定比率的激光能量或功率以達(dá)到切割和止血的最佳效果，光纖可以全方位的轉(zhuǎn)動，這樣可以直接對病灶實(shí)施照射、氣化、切割、凝固和止血，對病灶進(jìn)行治療。
權(quán)利要求
1.一種雙波長激光治療機(jī)，其特征在于本激光治療機(jī)包括Er:YAG激光系統(tǒng)以及Nd:YAG激光系統(tǒng)，輸出2940nm及1064nm激光，前述兩種波段的激光通過同一根藍(lán)寶石或氟化物玻璃光纖傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述的激光治療機(jī)，其特征在于它包括將諧振腔輸出的相應(yīng)波長激光經(jīng)耦合鏡片耦合后同光路傳輸?shù)溺R片，該鏡片用藍(lán)寶石晶體、氟化物玻璃或紅外熔石英玻璃作為基片。
3.如權(quán)利要求1所述的激光治療機(jī)，其特征在于它包括將諧振腔輸出的相應(yīng)波長激光會聚到所述光纖一端的會聚耦合透鏡，該耦合透鏡用藍(lán)寶石晶體、氟化物玻璃或紅外熔石英玻璃作為基片。
4.如權(quán)利要求1激光治療機(jī)，其特征在于它包括與所述治療激光同光路指示的半導(dǎo)體激光器。
全文摘要
一種雙波長激光治療機(jī)，包括Er:YAG激光系統(tǒng)以及Nd:YAG激光系統(tǒng)，輸出2940nm及1064nm激光，前述兩種波段的激光通過同一根藍(lán)寶石或氟化物玻璃光纖傳輸。這種雙波長激光治療機(jī)既具有激光切割、氣化速度快的優(yōu)點(diǎn)又具有良好的凝固、止血效果。
文檔編號A61B18/22GK1618409SQ20031011500
公開日2005年5月25日 申請日期2003年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月19日
發(fā)明者林文雄, 鄭暉, 林宗志, 黃見洪, 林授群 申請人:中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所