本發(fā)明涉及激光醫(yī)療，特別涉及一種精準(zhǔn)醫(yī)用激光裝置。

背景技術(shù)：

1、激光照射生物組織會(huì)產(chǎn)生熱、機(jī)械、光化等效應(yīng)，可用于多種疾病的診斷和治療。其中紅外波段激光主要用于對(duì)病變組織的消融，其最終目的是有效地除去病變組織的同時(shí)盡可能地減少對(duì)周圍組織的附帶損傷。980?nm激光常用于對(duì)肺部腫瘤、肝臟腫瘤等大器官腫瘤的消融，具有消融速度快、附帶損傷大的特點(diǎn)，但并不適用于高精度的臨床手術(shù)?，F(xiàn)有研究表明新型中紅外激光與蛋白質(zhì)酰胺-ii吸收帶重合，與其他波長(zhǎng)相比，該波長(zhǎng)用于大腦神經(jīng)組織和眼部等部位消融時(shí)的附帶損傷極小、消融效率更高，適合對(duì)于病變組織的精細(xì)切除，但是現(xiàn)有技術(shù)在該波段難以實(shí)現(xiàn)高功率的輸出。而且目前常見的醫(yī)用激光器難以實(shí)現(xiàn)多功能多種模式激光輸出，無法滿足一臺(tái)醫(yī)用激光器用于不同的醫(yī)療場(chǎng)景的應(yīng)用需求。因此亟需研制一種可用于實(shí)現(xiàn)病變組織的粗切、精切、炭化止血/不炭化多種需求的醫(yī)用激光源，同時(shí)包含1?μm~10?μm波段的高功率激光輸出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、（一）發(fā)明目的

2、本發(fā)明的目的是提供一種精準(zhǔn)醫(yī)用激光裝置，可實(shí)現(xiàn)多種模式輸出，達(dá)到精切、粗切、炭化止血、不炭化等有益效果，從而滿足多種醫(yī)療應(yīng)用場(chǎng)景；同時(shí)該激光裝置可以調(diào)節(jié)光參量振蕩器精確運(yùn)行在簡(jiǎn)并點(diǎn)條件，實(shí)現(xiàn)高功率、窄線寬、高效率的參量激光輸出。

3、（二）技術(shù)方案

4、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種一種精準(zhǔn)醫(yī)用激光裝置，包括醫(yī)用激光源、光學(xué)傳感器、光束分析儀、消融模式控制器和光路整形模塊：

5、醫(yī)用激光源包含消融激光光源和指示光光源，消融激光光源包括1?μm~10?μm激光源和980?nm激光源，其中1?μm~10?μm激光源用于精切，980?nm激光源用于粗切：

6、光學(xué)傳感器置于醫(yī)用激光源出光口前側(cè)，用于測(cè)量醫(yī)用激光源發(fā)射的光束信息；

7、消融模式控制器用于控制激光源的輸出模式，輸出模式包括精切、粗切、炭化止血、不炭化，消融模式控制器中內(nèi)嵌有人體組織數(shù)據(jù)庫(kù)；

8、光束分析儀與醫(yī)用激光源、消融模式控制器、光學(xué)傳感器通訊連接，用于接收并分析光學(xué)傳感器測(cè)量的光束信息與消融模式控制器設(shè)置的光束信息之間的光束誤差，并根據(jù)光束誤差調(diào)節(jié)消融激光光源的光束信息，直至光束誤差滿足第一預(yù)設(shè)條件；

9、1?μm~10?μm激光源包括至少一個(gè)激光泵浦源、至少一個(gè)非線性光學(xué)晶體、光學(xué)器件、簡(jiǎn)并相位匹配精確控制模塊；激光泵浦源用于發(fā)射第一泵浦光，第一泵浦光的重復(fù)頻率可調(diào)；非線性光學(xué)晶體用于在所述第一泵浦光的泵浦下產(chǎn)生第一參量光和第二參量光；光學(xué)器件包含光學(xué)參量振蕩器腔鏡和標(biāo)準(zhǔn)具，其中光學(xué)參量振蕩器腔鏡置于激光泵浦源與非線性光學(xué)晶體作用方向上，且位于非線性光學(xué)晶體兩側(cè)，用于參量光諧振；標(biāo)準(zhǔn)具置于所述激光泵浦源與非線性光學(xué)晶體作用方向上，且位于輸入腔鏡和輸出腔鏡之間，用于參量光模式選擇，以對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行精密調(diào)控，實(shí)現(xiàn)輸出參量光的線寬壓窄；簡(jiǎn)并相位匹配精確控制模塊包括波長(zhǎng)探測(cè)器、分析控制器、相位匹配控制器；波長(zhǎng)探測(cè)器置于光參量振蕩器側(cè)面，用于監(jiān)測(cè)第一參量光和第二參量光，并傳輸至分析控制器；分析控制器用于分析兩個(gè)參量光的波長(zhǎng)差，并將波長(zhǎng)差傳輸至相位匹配控制器；相位匹配控制器根據(jù)波長(zhǎng)差調(diào)整非線性光學(xué)晶體的相位匹配參數(shù)，使得產(chǎn)生的參量光的波長(zhǎng)差小于預(yù)設(shè)值，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)并點(diǎn)波長(zhǎng)輸出。

10、可選地，相位匹配控制器包括指向定位器，指向定位器包括指向定位調(diào)節(jié)鏡和定位器。

11、指向定位調(diào)節(jié)鏡置于第一泵浦光輸出方向，指向定位調(diào)節(jié)鏡可前后、俯仰、搖擺三維移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，用于折返調(diào)節(jié)第一泵浦光傳輸方向；定位器置于第一泵浦光的傳輸方向，用于感應(yīng)第一泵浦光傳輸方向，并根據(jù)第一泵浦光的傳輸方向與光軸方向調(diào)整指向定位調(diào)節(jié)鏡的位置和/或角度，使第一泵浦光的傳輸方向使其與光軸方向的夾角滿足第二預(yù)設(shè)條件；

12、可選地，相位匹配控制器包括指第一相位匹配控制器和第二相位匹配器；

13、第一相位匹配控制器用于對(duì)非線性光學(xué)晶體的相位匹配參數(shù)進(jìn)行第一次調(diào)節(jié)，第二相位匹配控制器用于對(duì)非線性光學(xué)晶體的相位匹配參數(shù)進(jìn)行第二調(diào)節(jié)，使得產(chǎn)生的參量光的波長(zhǎng)差小于預(yù)設(shè)值。

14、可選地，第二預(yù)設(shè)條件為：。

15、可選地，第一相位匹配控制器對(duì)非線性光學(xué)晶體的相位匹配參數(shù)進(jìn)行第一調(diào)節(jié)，直到，第二相位匹配控制器對(duì)非線性光學(xué)晶體進(jìn)行第二次調(diào)節(jié)，直至。

16、可選地，光束信息包括功率、波長(zhǎng)、重復(fù)頻率、脈沖寬度、作用時(shí)間及光斑尺寸。

17、可選地，光束誤差包括功率誤差、波長(zhǎng)誤差、重復(fù)頻率差值、脈沖寬度差值、作用時(shí)間差值及光斑尺寸差值。

18、可選地，第一預(yù)設(shè)條件為：，，，，，。

19、可選地，1?μm~10?μm激光源還包括參量光功率放大模塊；

20、參量光功率放大模塊包括端面泵浦模塊、泵浦源增益介質(zhì)、第一諧振腔、第二諧振腔、光學(xué)元件及非線性變頻晶體，其中端面泵浦模塊置于泵浦源增益介質(zhì)端面處，用于發(fā)射第二泵浦光；泵浦源增益介質(zhì)用于吸收所述第二泵浦光能量后對(duì)從光學(xué)參量振蕩器輸出鏡輸出的第一泵浦光進(jìn)行疊程放大；第一諧振腔包括兩個(gè)按小角度相對(duì)置于泵浦源增益介質(zhì)兩側(cè)的第一腔鏡，用于第一泵浦激光的諧振，實(shí)現(xiàn)第一泵浦光放大，放大后的所述第一泵浦光折返至所述第二諧振腔，與從光學(xué)參量振蕩器輸出鏡輸出的參量光共同進(jìn)入所述第二諧振腔；第二諧振腔包括兩個(gè)相對(duì)置于非線性變頻晶體兩側(cè)的第二腔鏡用于對(duì)進(jìn)入的第一泵浦光和參量光的放大以及折返，使第一泵浦光返回至第一諧振腔，并折返輸出；光學(xué)元件用于光束整形及光路折返，使折返輸出的第一泵浦光與第二諧振腔輸出的參量光合束輸出。

21、可選地，標(biāo)準(zhǔn)具模式選擇后，輸出參量光的線寬小于1?nm。

22、可選地，指示光光源為可見光光源，包含波長(zhǎng)400~780?nm光源。

23、可選地，參量光功率放大模塊可包括多個(gè)非線性變頻晶體，進(jìn)行多次的光參量放大。

24、（三）有益效果

25、1.?本發(fā)明中，通過設(shè)置消融模式控制器，可對(duì)輸出激光的功率、波長(zhǎng)、重復(fù)頻率、脈沖寬度、作用時(shí)間及光斑尺寸等參數(shù)進(jìn)行控制，從而達(dá)到精切、粗切、炭化止血、不炭化等有益效果；

26、2.?本發(fā)明中，通過增設(shè)的相位匹配精控模塊及腔內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)具，通過溫度調(diào)制、角度調(diào)制以及應(yīng)力調(diào)制多種方式改變相位匹配參數(shù)，實(shí)現(xiàn)精確簡(jiǎn)并點(diǎn)波長(zhǎng)輸出，獲得高功率、高轉(zhuǎn)換效率的窄線寬參量光輸出；

27、3.?本發(fā)明中，包含一種功率放大模塊，可有效提高輸出的2?μm~10?μm激光功率，獲得更高功率2?μm~10?μm激光輸出。

技術(shù)特征：

1.一種精準(zhǔn)醫(yī)用激光裝置，其特征在于，包含醫(yī)用激光源、光學(xué)傳感器、光束分析儀、消融模式控制器、光路整形模塊和人體組織數(shù)據(jù)庫(kù)：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)醫(yī)用激光裝置，其特征在于，所述相位匹配控制器包括指向定位器，所述指向定位器包括指向定位調(diào)節(jié)鏡和定位器；所述指向定位調(diào)節(jié)鏡置于所述第一泵浦光輸出方向，所述指向定位調(diào)節(jié)鏡可前后、俯仰、搖擺三維移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，用于折返調(diào)節(jié)所述第一泵浦光傳輸方向；所述定位器置于所述第一泵浦光的傳輸方向，用于感應(yīng)所述第一泵浦光傳輸方向，并根據(jù)所述第一泵浦光的傳輸方向與光軸方向調(diào)整指向定位調(diào)節(jié)鏡的位置和/或角度，使所述第一泵浦光的傳輸方向使其與光軸方向的夾角滿足第二預(yù)設(shè)條件。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的精準(zhǔn)醫(yī)用激光裝置，其特征在于，所述相位匹配控制器還包括第一相位匹配控制器和第二相位匹配器；所述第一相位匹配控制器用于對(duì)所述非線性光學(xué)晶體的相位匹配參數(shù)進(jìn)行第一次調(diào)節(jié)，所述第二相位匹配控制器用于對(duì)所述非線性光學(xué)晶體的相位匹配參數(shù)進(jìn)行第二調(diào)節(jié)，使得產(chǎn)生的參量光的波長(zhǎng)差小于預(yù)設(shè)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種精準(zhǔn)醫(yī)用激光裝置，其特征在于，所述第一相位匹配控制器和第二相位匹配控制器包括應(yīng)力調(diào)控儀，所述應(yīng)力調(diào)控儀用于對(duì)所述非線性光學(xué)晶體施加應(yīng)力，使得所述非線性光學(xué)晶體的折射率隨應(yīng)力發(fā)生改變。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的精準(zhǔn)醫(yī)用激光裝置，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)條件為：；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)醫(yī)用激光裝置，其特征在于，所述光束信息包括功率、波長(zhǎng)、重復(fù)頻率、脈沖寬度、作用時(shí)間及光斑尺寸。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的精準(zhǔn)醫(yī)用激光裝置，其特征在于，所述光束誤差包括功率誤差、波長(zhǎng)誤差、重復(fù)頻率差值、脈沖寬度差值、作用時(shí)間差值及光斑尺寸差值；所述第一預(yù)設(shè)條件為：，，，，，。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的精準(zhǔn)醫(yī)用激光裝置，其特征在于，所述1?μm~10?μm激光源還包括參量光功率放大模塊，所述參量光功率放大模塊包括端面泵浦模塊、泵浦源增益介質(zhì)、第一諧振腔、第二諧振腔、光學(xué)元件及非線性變頻晶體，其中所述端面泵浦模塊置于所述泵浦源增益介質(zhì)端面處，用于發(fā)射第二泵浦光；所述泵浦源增益介質(zhì)用于吸收所述第二泵浦光能量后對(duì)從所述光學(xué)參量振蕩器輸出鏡輸出的第一泵浦光進(jìn)行疊程放大；所述第一諧振腔包括兩個(gè)按小角度相對(duì)置于所述泵浦源增益介質(zhì)兩側(cè)的第一腔鏡，用于第一泵浦激光的諧振，實(shí)現(xiàn)第一泵浦光放大，放大后的所述第一泵浦光折返至所述第二諧振腔，與從所述光學(xué)參量振蕩器輸出鏡輸出的參量光共同進(jìn)入所述第二諧振腔；所述第二諧振腔包括兩個(gè)相對(duì)置于非線性變頻晶體兩側(cè)的第二腔鏡用于對(duì)進(jìn)入的第一泵浦光和參量光的放大以及折返，使第一泵浦光返回至所述第一諧振腔，并折返輸出；所述光學(xué)元件用于光束整形及光路折返，使折返輸出的第一泵浦光與第二諧振腔輸出的參量光合束輸出。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)醫(yī)用激光裝置，其特征在于，通過所述標(biāo)準(zhǔn)具模式選擇后，所述輸出參量光的線寬小于1?nm。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)醫(yī)用激光裝置，其特征在于，所述參量光功率放大模塊包括多個(gè)非線性變頻晶體，進(jìn)行多次的光參量放大。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種精準(zhǔn)醫(yī)用激光裝置，包含醫(yī)用激光源、光學(xué)傳感器、光束分析器和消融模式控制器。通過調(diào)取消融模式控制器中內(nèi)嵌的人體組織數(shù)據(jù)庫(kù)，運(yùn)用消融模式控制器控制醫(yī)用激光光源輸出參數(shù)，如輸出激光的波長(zhǎng)、重復(fù)頻率、脈寬及作用時(shí)間等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于病變組織的粗切、精切、炭化止血/不炭化，達(dá)到多種組織消融效果。

技術(shù)研發(fā)人員：申玉,溫雅,王二朋,李廣鶴,陳中正,彭欽軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：齊魯中科光物理與工程技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6