激光装置和使用激光装置的被检体信息获取装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光装置和使用激光装置的被检体信息获取装置。
【背景技术】
[0002]光声断层(PAT)是通过使用脉冲激光器作为光源用光束照射测量部位、通过探测器接收通过照射产生的光声波并且对其进行信号处理并且执行图像形成(包含图像重构)的方法。能够通过使用具有与生物组织的吸收谱对应的波长的激光来分析生物功能。
[0003]入射到生物对象的光束在生物体内迅速扩散，由此，需要较高的能量输出和为了从生物组织获得较大的光声波具有较短的脉冲宽度的激光。关于用于光声诊断装置的激光器，使用波克尔斯(波克尔斯)盒的Q开关脉冲激光器是合适的。翠绿宝石(alexandrite)激光器可以可变地控制其波长、具有较长的激光介质荧光寿命、并且能够通过闪烁灯直接激励。因此，翠绿宝石激光器适用于以上的生物功能分析。
[0004]激励激光介质的闪光灯具有可容易且廉价地获得高输出激光振荡的优点，但激励光的光能量被转换成热能并且共振器的内部温度由此升高。共振器的内部温度的变化影响共振器的对准和波克尔斯盒的偏振特性。作为结果，存在出现预激射(prelasing)振荡的可能性。为了应对这一点，检测预激射光并且执行振荡控制的方法被提出(美国专利N0.5355383)。
【发明内容】
[0005]美国专利N0.5355383公开了检测影响稳定振荡的预激射光并且基于该检测停止激光振荡的方法。但是，在被检体信息获取装置中，希望在抑制预激射发生的同时稳定地使用激光装置。
[0006]鉴于以上的情况，本发明的一个目的是，提供用于通过减少预激射的发生来执行稳定的巨脉冲(giant pulse)振荡的技术。
[0007]为了实现以上的目的，本发明采用以下配置。即，本发明采用一种激光装置，该激光装置包括:被配置为包括两个反射体和设置在两个反射体之间并且基于施加的电压确定Q值的Q开关的激光共振器；被配置为光学激励激光介质的激励部分；被配置为检测从反射体中的一个输出的光的检测器；以及被配置为控制激光共振器并且基于检测器的检测结果确定电压的值并且向Q开关施加电压的控制器。
[0008]根据本发明，在激光装置中，能够提供用于通过减少预激射的发生而执行稳定的巨脉冲振荡的技术。
[0009]参照附图阅读示例性实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得清晰。
【附图说明】
[0010]图1是表示根据本发明的比较技术的激光装置的框图；
[0011]图2A?2C是分别表示比较技术的正常振荡期间激光输出与时间之间的关系的示图；
[0012]图3A?3C是分别表示比较技术的异常振荡期间激光输出与时间之间的关系的示图；
[0013]图4是表示本发明的激光装置的第一实施例的框图；
[0014]图5是包含本发明的激光装置和被检体的框图；
[0015]图6是表示本发明的激光装置的第二实施例的框图；以及
[0016]图7是表示本发明的激光装置的第三实施例的图。
【具体实施方式】
[0017]以下，参照附图详细描述本发明的实施例。注意，原则上，类似的要素由类似的附图标记表示，并且，省略其描述。但是，以下描述的详细的计算公式和计算过程、各部件的尺寸、材料、形状和相对布置应根据应用本发明的装置的配置和各种条件适当地改变，并且不是要将本发明的范围限于以下的描述。
[0018]本发明的被检体信息获取装置包括利用光声效果的装置，在该装置中，接收通过用诸如近红外线等的光(电磁波)照射被检体在被检体内产生的声波，并且，获取被检体信息作为图像数据。在利用光声效果的装置的情况下，获取的被检体信息包括通过光照射产生的声波的产生源分布、被检体内的初始声压分布、从初始声压分布导出的光能量吸收密度分布或吸收系数分布、或者构成组织的物质的浓度分布。物质的浓度分布的例子包括氧饱和度分布、总血红蛋白浓度分布和氧化-还原血红蛋白浓度分布。
[0019]可以获取作为多个位置处的被检体信息的特性信息作为二维或三维特性分布。可以产生特性分布作为指示被检体内的特性信息的图像数据。本发明中的声波一般是超声波，并且，包含称为声波和光超声波的波。通过光声效果产生的声波被称为光声波或光超声波。声学检测器(例如，探测器)接收在被检体中产生或反射的声波。
[0020]另外，通过转换元件从光声波转换的电信号或通过对电信号执行信号处理(放大、AD转换)或信息处理而获得的信号被称为光声信号。
[0021]〈比较技术〉
[0022]图1是表示根据本发明的比较技术的激光装置的框图。通过与根据比较技术的激光装置110比较，根据本发明的激光装置的特征将变得更清晰。因此，首先描述比较技术。如图1所示，根据比较技术的激光装置110包括包含作为两个反射体的输出镜子101和反射镜子102的激光共振器103。此外，激光装置110包括作为控制器的激光控制器111和向激光装置110供给电力的激光电源112。注意，激光电源112等的布线被省略。激光控制器111被设置在激光装置110中。
[0023]激励部分(激励器件)104、激光介质105和Q开关106被设置在共振器103中。激光控制器111控制施加到激励部分104和Q开关106的电压。激励部分104使用闪光灯和半导体激光器，并且，在使用杆状激光介质105的情况下从激光介质105的侧面执行光学激励。在Q开关106中，使用作为磷酸二氢钾(potassium dihydrogen phosphate) (KDP)或磷酸二氖钾(potassium dideuterium phosphate) (DKDP)的光学晶体的波克尔斯盒。波克尔斯盒是其折射率与电场强度成比例地改变且透射光的偏振方向旋转的元件。因此，为了获得具有窄的振荡脉冲宽度和强的输出强度的激光114，它被广泛使用。脉冲宽度根据激光介质的类型、共振器的长度和光学共振状态而不同，并且，获得不大于100ns的脉冲宽度。在Nd:YAG晶体或翠绿宝石晶体被用于激光介质中的情况下，使用图1的配置。另一方面，在钛蓝宝石激光器的情况下，使用Nd:YAG激光器的二次谐波作为钛蓝宝石晶体的激励源。在钛蓝宝石激光器的情况下，本发明被应用于用作激励源的Nd:YAG激光器部分。注意，虽然主要通过使用用闪光灯激励激光介质的翠绿宝石激光器作为参考来描述以下描述中的激光装置，但是激光装置不限于此，而是也可使用其它的激光装置。
[0024]翠绿宝石激光器具有700nm?800nm的范围中的增益，并且，通过在共振器103中的激光介质105与波克尔斯盒即Q开关106之间设置包含双折射滤波器的波长选择机构来充当波长可调(tunable)激光器。
[0025]图2A?2C是分别表示比较技术的正常振荡期间激光输出与时间之间的关系的示图。通过使用图2A?2C，描述使用Q开关的巨脉冲振荡。图2A是纵轴表示闪光灯的输出、横轴表示时间且示出闪光灯的输出与时间之间的关系的示图。如图2A所示，在Q开关106为0N且共振器103中的Q值保持在低的值的状态下，激光介质被激励且粒子数反转(populat1n invers1n)能量密度增加。然后，如图2B所示，Q开关被关断，并且，共振器的Q值暂时增加。然后如图2C所示，蓄积于激光介质105中的能量在共振器103中光学共振，超过激光振荡阈值，并且，具有短脉冲的激光114振荡。以上的激光114被称为巨脉冲振荡。另一方面，具有通过在共振器的Q值高的状态下用激励光激励激光介质获得的时间扩展的激光114被称为正常脉冲振荡。巨脉冲是具有不大于100纳秒(ns)的脉冲宽度的激光。另一方面