• / 9
  • 下載費用:30 金幣  

一種基于光纖耦合模塊的半導體激光醫療裝置.pdf

關 鍵 詞:
一種 基于 光纖 耦合 模塊 半導體 激光 醫療 裝置
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
摘要
申請專利號:

CN201521064191.4

申請日:

20151218

公開號:

CN205307633U

公開日:

20160615

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A61N5/067 主分類號: A61N5/067
申請人: 西安炬光科技股份有限公司
發明人: 關鵬,蔡磊,鄭艷芳,李英杰,戴曄,劉興勝
地址: 710077 陜西省西安市高新區丈八六路56號陜西省高功率半導體激光器產業園
優先權: CN201521064191U
專利代理機構: 西安智邦專利商標代理有限公司 代理人: 胡樂
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201521064191.4

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本實用新型提出一種基于光纖耦合模塊的半導體激光醫療裝置,便于操作使用、提高治療效率、更加穩定可靠。該半導體激光醫療裝置包括光纖耦合模塊和激光醫療手具;所述激光醫療手具包括沿軸向依次固定設置的制冷頭、TEC、循環水結構件和后蓋,其中制冷頭為中空貫通結構,制冷頭腔體內固定有光波導,所述TEC和循環水結構件垂直于軸向的截面均為環狀結構從而留出與光波導同軸的激光傳輸通道,所述循環水結構件的管壁具有內部腔室作為通水管路;所述后蓋上設置有光纖接口、TEC線路接口和與所述通水管路連通的循環水接口,所述光纖耦合模塊的輸出光纖、TEC電源線和通水軟管分別接至所述后蓋上相應的接口。

權利要求書

1.一種基于光纖耦合模塊的半導體激光醫療裝置,其特征在于:包括光纖耦合模塊和激光醫療手具;所述激光醫療手具包括沿軸向依次固定設置的制冷頭、TEC、循環水結構件和后蓋,其中制冷頭為中空貫通結構,制冷頭腔體內固定有光波導,所述TEC和循環水結構件垂直于軸向的截面均為環狀結構從而留出與光波導同軸的激光傳輸通道,所述循環水結構件的管壁具有內部腔室作為通水管路;所述后蓋上設置有光纖接口、TEC線路接口和與所述通水管路連通的循環水接口,所述光纖耦合模塊的輸出光纖、TEC電源線和通水軟管分別接至所述后蓋上相應的接口。2.根據權利要求1所述的基于光纖耦合模塊的半導體激光醫療裝置,其特征在于:所述光纖耦合模塊的輸出光纖、通水軟管和TEC電源線共同通過保護套管接至后蓋上相應的接口。3.根據權利要求1所述的基于光纖耦合模塊的半導體激光醫療裝置,其特征在于:所述光波導為一段式結構,與制冷頭腔體緊密貼合。4.根據權利要求1所述的基于光纖耦合模塊的半導體激光醫療裝置,其特征在于:所述光波導的前端作為直接與皮膚接觸的部位,采用弧形凸面的形狀。5.根據權利要求1所述的基于光纖耦合模塊的半導體激光醫療裝置,其特征在于:制冷頭的環形后端面依次設置相適配的導熱板、TEC與循環水結構件貼合并緊固;在TEC的外圈設置有利用上下螺紋緊固的絕熱環,以保護TEC并起到上下絕熱的作用。6.根據權利要求5所述的基于光纖耦合模塊的半導體激光醫療裝置,其特征在于:在光波導的后端面設置有固定環,該固定環具有外螺紋,與制冷頭的內螺紋進行配合,使固定環緊抵在光波導后端面外圈以保證光波導得到固定。7.根據權利要求5所述的基于光纖耦合模塊的半導體激光醫療裝置,其特征在于:循環水結構件與后蓋之間通過O型圈進行密封。8.根據權利要求5所述的基于光纖耦合模塊的半導體激光醫療裝置,其特征在于:自制冷頭的環形后端面起采用螺釘依次貫穿導熱板、TEC與循環水結構件固定連接,相應的螺釘安裝孔在環面上對稱設置。9.根據權利要求1所述的基于光纖耦合模塊的半導體激光醫療裝置,其特征在于:激光醫療手具中的TEC線路布設于循環水結構件的內壁,或者TEC線路貫穿所述循環水結構件的管壁內部但與所述通水管路相隔離。10.根據權利要求1所述的基于光纖耦合模塊的半導體激光醫療裝置,其特征在于:所述TEC電源線和通水軟管與光纖耦合模塊集成在同一設備內。

說明書

技術領域

本實用新型涉及一種半導體激光醫療裝置。

背景技術

目前,基于半導體激光器的醫療裝置一般主要由光源、光學系統、水循環系統以及制冷系統等組成,如圖1所示。其中光源部分一般采用半導體激光器疊陣,并且與其他部分進行整合,共同集成到產品外殼中。這種結構存在以下問題:

a)由于集成度高,導致手柄過重、體積大,在長時間治療時容易導致手部酸痛使治療風險增加;

b)由于制冷系統和水循環系統與光源并存,造成激光器的使用風險增加(結露、漏水等可能的因素會造成激光器失效);

c)光斑不均勻,用戶體驗較差。

實用新型內容

本實用新型提出一種新的半導體激光醫療裝置,便于操作使用、提高治療效率、更加穩定可靠。

本實用新型的技術方案如下:

基于光纖耦合模塊的半導體激光醫療裝置,包括光纖耦合模塊和激光醫療手具;所述激光醫療手具包括沿軸向依次固定設置的制冷頭、TEC、循環水結構件和后蓋,其中制冷頭為中空貫通結構,制冷頭腔體內固定有光波導,所述TEC和循環水結構件垂直于軸向的截面均為環狀結構(圓環、矩形環等,甚至不規則的環狀結構)從而留出與光波導同軸的激光傳輸通道,所述循環水結構件的管壁具有內部腔室作為通水管路;所述后蓋上設置有光纖接口、TEC線路接口和與所述通水管路連通的循環水接口,所述光纖耦合模塊的輸出光纖、TEC電源線和通水軟管分別接至所述后蓋上相應的接口。

在以上方案的基礎上,本實用新型還進一步作了如下優化:

光纖耦合模塊的輸出光纖、通水軟管和TEC電源線共同通過保護套管接至后蓋上相應的接口。保護套管通常是柔性材質,所以不僅起到集線的作用,也為用戶的移動操作帶來便利。

光波導為一段式結構,與制冷頭腔體緊密貼合。

光波導的前端作為直接與皮膚接觸的部位,采用弧形凸面的形狀。

制冷頭的環形后端面依次設置相適配的導熱板、TEC與循環水結構件貼合并緊固;在TEC的外圈設置有利用上下螺紋緊固的絕熱環,以保護TEC并起到上下絕熱的作用。

在光波導的后端面設置有固定環,該固定環具有外螺紋,與制冷頭的內螺紋進行配合,使固定環緊抵在光波導后端面外圈以保證光波導得到固定。

循環水結構件與后蓋之間通過O型圈進行密封。

自制冷頭的環形后端面起采用螺釘依次貫穿導熱板、TEC與循環水結構件固定連接,相應的螺釘安裝孔在環面上對稱設置。

激光醫療手具中的TEC線路布設于循環水結構件的內壁,或者TEC線路貫穿所述循環水結構件的管壁內部但與所述通水管路相隔離。

TEC電源線和通水軟管與光纖耦合模塊集成在同一設備內。

本實用新型具有以下技術效果:

(1)將半導體激光醫療裝置中的光源、循環水源和電源等作為一個整體,與激光醫療手具相分離,利用光纖耦合模塊作為光源并采用相應的線路(管路)進行連接,使激光醫療手具盡可能精簡,重量輕,體積小,能夠消除因為長時間治療而產生的手部酸脹,提高治療效率,減少治療風險。

(2)光纖耦合模塊與激光醫療手具分離,使激光器避免結露以及漏水風險而造成的失效,提高了光源的穩定性。

(3)使用光纖和光波導使光路增長,能夠使激光充分打散和重組,起到勻化的作用使光斑更加均勻。

(4)采用TEC,設計了緊湊的結構能夠使制冷頭溫度降低,達到冰點的效果,實現無痛治療。

(5)激光醫療手具可以直接用于治療,不用額外增加外殼,打破了傳統意義上的“手具必須加外殼而且必須要密封”用來保護激光器的觀念。

(6)成本更低,穩定性、可靠性更高。

(7)更加方便用戶使用,增加了可操作性。

附圖說明

圖1為常規的半導體激光醫療裝置的示意圖。圖中:1-光源;2-光學系統;3-水循環系統;4-制冷系統。

圖2為本實用新型的整體結構原理示意圖。圖中:1-激光醫療手具;2-光纖耦合模塊;

圖3為圖2所示結構的爆炸圖。圖中:2-光纖耦合模塊;101-制冷頭;102-光波導;103-固定環;104-導熱板;105-絕熱片;106-TEC;107-循環水結構件(水箱);108-后蓋;109-水接頭。

圖4為本實用新型的產品工作示意圖。圖中:3-保護套管;4-水管;5-TEC電源線;6-皮膚。

圖5為本實用新型中激光醫療手具的光學系統示意圖。圖中:102-光波導;7-光纖;

圖6為本實用新型中激光醫療手具的制冷系統示意圖。圖中:101-制冷頭;102-光波導;1061-TEC熱端;1062-TEC冷端;5-TEC電源線(正負極線);1071-冷卻循環水;

圖7為本實用新型中循環水結構件(水箱)的結構示意圖。圖中:107-循環水結構件(水箱);

圖8為本實用新型中環形TEC的結構示意圖。圖中:106-TEC;8-螺釘安裝孔位;1063-TEC正極;1064-TEC負極。

具體實施方式

本實施例的整體結構如圖2和圖4所示,光纖耦合模塊、TEC電源、水冷系統全部內置在后端的設備中,通過保護套管將光纖、TEC電源線、水管引出,并與前端的激光醫療手具連接。

一、光源

采用光纖耦合模塊作為治療光源,光纖耦合模塊具有光斑均勻性好、柔韌性好等優勢,并且在此系統中光纖耦合模塊與激光醫療手具分離,所以激光醫療手具具有體積小、重量輕、防結露等特點。

二、水循環系統

手具內置循環水結構件結構,由進水、出水和水箱組成,并且使用O圈進行密封,水箱結構的目的是為TEC散熱,這種結構具有散熱效率高、穩定性好的特點,如圖7所示。

三、制冷系統

制冷系統中所采用的制冷元器件為環形TEC,如圖8所示,這種TEC的結構專門為該裝置而設計,具有制冷效率高、穩定性強、可靠性好的特點。TEC為前端的制冷頭進行制冷。TEC在制冷時所產生的熱量通過后端的水箱結構進行散熱,最終實現系統穩定、高效運行,具體如圖6,7所示:冷卻循環水經過水箱為TEC的熱端散熱,TEC的冷端為制冷頭和光波導制冷,在治療時能夠保證有較低的溫度,減少治療所產生的疼痛感,同時水箱的循環水能夠及時帶走TEC熱端所產生的熱量,使TEC能夠高效穩定的工作。

半導體制冷器(TEC)的工作原理:

半導體制冷器又稱TEC,用導體連接兩塊不同的金屬,接通直流電,則一個接點處溫度降低,另一個接點處溫度升高。若將電源反接,則接點處的溫度相反變化。這一現象稱為珀耳帖效應,又稱熱-電效應。純金屬的熱-電效應很小,若用一個N型半導體和一個P型半導體代替金屬,效應就大得多。接通電源后,上接點附近產生電子-空穴對,內能減小,溫度降低,向外界吸熱,稱為冷端。另一端因電子-空穴對復合,內能增加,溫度升高,并向環境放熱,稱為熱端。一對半導體熱電元件所產生的溫差和冷量都很小,實用的半導體制冷器是由很多對熱電元件經并聯、串聯組合而成,也稱熱電堆。單級熱電堆可得到大約60℃的溫差,即冷端溫度可達-10~-20℃。增加熱電堆級數即可使兩端的溫差加大。

四、光學系統

如圖5所示,激光通過光線的傳導進入激光醫療手具,然后在經過光波導的傳輸和勻化最終輸出。

光學系統采用一段式光波導結構,使光斑更加勻化;并且在接觸皮膚的位置采用弧面設計,在治療時能夠更加順暢。

關于本文
本文標題:一種基于光纖耦合模塊的半導體激光醫療裝置.pdf
鏈接地址:http://www.rgyfuv.icu/p-6926468.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
山东11选5中奖结果走势图