专利名称：一种掺铥铝酸钇医疗激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种医疗激光器，尤其涉及一种半导体激光器泵浦的掺铥铝酸钇 医疗激光器。
背景技术：
日益发展的环境、工程、医学、生物和化学等学科，使得1 3μπι超短脉冲和金属 掺杂晶体的激光器获得了巨大的进步，金属离子掺杂晶体的激光器越来越多的应用在气体 检测、遥感、通信、医疗等领域。目前，医学界还将激光用于微创手术、修补心脏孔洞、焊接角膜、治疗视网膜脱落 和青光眼、疏通被脂类物质阻塞的动脉血管等。随着半导体激光器的问世，医用激光器趋向 于小型化、经济化和家用化。西方一些激光器厂商已推出价格适中、适合家庭使用的激光减 肥仪、激光减压仪等小型家用激光医疗设备。我国市场上也相继出现了一些体积小、操作简 便、适合小型诊所和家庭使用的此类器械。用于医疗的激光器多数为Nd:YAG激光器、C02激 光器和Er:YAG激光器；Nd:YAG激光器的波长为1. 06 μ m,由于水对它的吸收仅为0. lcnT1， 在有些外科手术中，它的穿透深度较深，损伤区域较大，手术精度不高；CO2激光手术的精度 较高，是以往手术应用较多的光源，但是CO2激光不能用石英光纤传输，只能借助于笨重的 关节臂来导光，十分不便；Er:YAG激光波长为2. 94 μ m，水对它的吸收为SOOOcnT1，但Er激 光不能用石英光纤传输，能够传输Er激光的非石英光纤容易断裂，防碍其临床应用；目前 还没有结构简单、实用性强的Tm:YAP激光器用于医疗领域。
实用新型内容本实用新型为了解决现有结构简单的医疗激光器水对其输出波长的吸收不高，而 水对其输出波长的吸收较高的医疗激光器结构又复杂的问题，提供一种掺铥铝酸钇医疗激光器。一种掺铥铝酸钇医疗激光器，它包括半导体激光器、准直镜、聚焦镜、Tm:YAP晶体、 端面反射镜、第一二色镜、第二二色镜、F-P标准具和输出镜；所述半导体激光器、准直镜、聚焦镜和Tm:YAP晶体依次从西至东水平共轴排列， 半导体激光器的输出光入射至准直镜，经准直镜透射得到平行光，所述平行光经过聚焦镜 聚焦入射至Tm: YAP晶体的几何中心，端面反射镜设置在聚焦镜和Tm: YAP晶体之间的光路 上，第一二色镜设置在半导体激光器、准直镜、聚焦镜和Tm: YAP晶体所在光轴上，并且与半 导体激光器、准直镜、聚焦镜和ΤπκΥΑΡ晶体所在光轴成45°夹角，使得经过ΤπκΥΑΡ晶体出 射的光束以45°的入射角入射至第一二色镜的反射面上，第二二色镜设置在第一二色镜反 射光的光轴上，并且与第一二色镜反射光的光轴成45°夹角，使得经过第一二色镜反射的 光束以45°的入射角入射至第二二色镜的反射面上，所述输出镜设置在第二二色镜反射光 的光轴上，使得经过第二二色镜反射光能够从输出镜的中心输出，F-P标准具设置在第二二 色镜和输出镜之间的光路上，端面反射镜和输出镜组成谐振腔，F-P标准具选择输出波长为1. 94 μ m。本实用新型的装置，泵浦光经过透镜准直聚焦到ΤπκΥΑΡ晶体2上，在谐振腔内产 生激光振荡，输出的激光经过F-P标准具Μ4选波长，输出波长在1. 94 μ m处，此波长恰好处 于水分子的吸收峰。ΤπκΥΑΡ激光器能够用普通的石英光纤传输，结构简单，实用性强，可以 综合Nd: YAG激光器、C02激光器和Er YAG激光器的优点，方便临床使用，提高医疗手术的 精度和灵活性。本实用新型可作为医疗激光器，具有较浅的表皮穿透深度。
图1为掺铥铝酸钇医疗激光器的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式
一、结合图1说明本实施方式，一种掺铥铝酸钇医疗激光器，它包括 半导体激光器1、准直镜CL、聚焦镜FL、TmiYAP晶体2、端面反射镜Ml、第一二色镜Μ2、第 二二色镜M3、F-P标准具M4和输出镜M5 ；所述半导体激光器1、准直镜CL、聚焦镜FL和Tm: YAP晶体2依次从西至东水平共 轴排列，半导体激光器1的输出光入射至准直镜CL，经准直镜CL透射得到平行光，所述平 行光经过聚焦镜FL聚焦入射至Tm: YAP晶体2的几何中心，端面反射镜Ml设置在聚焦镜 FL和ΤπκΥΑΡ晶体2之间的光路上，第一二色镜Μ2设置在半导体激光器1、准直镜CL、聚焦 镜FL和Tm: YAP晶体2所在光轴上，并且与半导体激光器1、准直镜CL、聚焦镜FL和Tm: YAP 晶体2所在光轴成45°夹角，使得经过ΤπκΥΑΡ晶体2出射的光束以45°的入射角入射至 第一二色镜Μ2的反射面上，第二二色镜Μ3设置在第一二色镜Μ2反射光的光轴上，并且与 第一二色镜Μ2反射光的光轴成45°夹角，使得经过第一二色镜Μ2反射的光束以45°的入 射角入射至第二二色镜Μ3的反射面上，所述输出镜Μ5设置在第二二色镜Μ3反射光的光轴 上，使得经过第二二色镜Μ3反射光能够从输出镜Μ5的中心输出，F-P标准具Μ4设置在第 二二色镜Μ3和输出镜Μ5之间的光路上，端面反射镜Ml和输出镜Μ5组成谐振腔，F-P标准 具Μ4选择输出波长为1. 94 μ m。Tm: YAP晶体即为Tm: YAlO3晶体，为掺铥离子的铝酸钇晶体。
具体实施方式
二、结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一的不 同之处在于半导体激光器1采用光纤耦合输出方式。
具体实施方式
三、结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一或二 的不同之处在于一种掺铥铝酸钇医疗激光器，它还包括第二 ΤπκΥΑΡ晶体2-1，所述第二 TmiYAP晶体2-1设置在第一二色镜Μ2和第二二色镜Μ3之间的光路上，并且使得经过第 一二色镜Μ2的反射光聚焦入射至第二 ΤπκΥΑΡ晶体2-1的几何中心。增加第二 Tm:YAP晶体2-1相当于增加增益介质的长度，可以增加谐振腔内注入的 泵浦光的能量，提高激光器的输出效率和输出功率。
具体实施方式
四、结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一、二或 三的不同之处在于一种掺铥铝酸钇医疗激光器，它还包括第二半导体激光器1-2、第二准直 镜CL2和第二聚焦镜FL2，所述第二半导体激光器1-2、第二准直镜CL2、第二聚焦镜FL2依 次从东至西水平共轴排列，并且第二半导体激光器1-2、第二准直镜CL2和第二聚焦镜FL2所在光轴与半导体激光器1、准直镜CL、聚焦镜FL和Tm: YAP晶体2所在光轴重合，使得第 二半导体激光器1-2的输出光入射至第二准直镜CL2，经第二准直镜CL2透射得到平行光， 所述平行光经过第二聚焦镜FL2聚焦，再经过第一二色镜M2透射的输出光聚焦入射至 Tm: YAP晶体2的几何中心。增加第二个半导体激光器，优点是双端面泵浦增益介质，Tm: YAP晶体2受热均 勻，有利于缓解晶体的热效应。
具体实施方式
五、本实施方式与具体实施方式
一、二、三或四的不同之处在于一种 掺铥铝酸钇医疗激光器，它还包括第三半导体激光器1-3、第三准直镜CL3和第三聚焦镜 FL3，所述第三半导体激光器1-3、第三准直镜CL3、第三聚焦镜FL3依次从南至北水平共轴 排列，并且第三半导体激光器1-3、第三准直镜CL3和第三聚焦镜FL3所在光轴与半导体激 光器1、准直镜CL、聚焦镜FL和Tm: YAP晶体2所在光轴垂直，使得第三半导体激光器1_3 的输出光入射至第三准直镜CL3，经第三准直镜CL3透射得到平行光，所述平行光经过第三 聚焦镜FL3聚焦，再经过第一二色镜M2透射的输出光聚焦入射至第二 Tm: YAP晶体2_1的 几何中心。
具体实施方式
六、本实施方式与具体实施方式
一、二、三、四或五的不同之处在于 一种掺铥铝酸钇医疗激光器，它还包括第四半导体激光器1-4、第四准直镜CL4和第四聚焦 镜FL4，所述第四半导体激光器1-4、第四准直镜CL4、第四聚焦镜FL4依次从北至南水平共 轴排列，并且第四半导体激光器1-4、第四准直镜CL4和第四聚焦镜FL4所在光轴与半导体 激光器1、准直镜CL、聚焦镜FL和Tm: YAP晶体2所在光轴垂直，使得第四半导体激光器1_4 的输出光入射至第四准直镜CL4，经第四准直镜CL4透射得到平行光，所述平行光经过第四 聚焦镜FL4聚焦，再经过第二二色镜M3透射的输出光聚焦入射至第二 Tm: YAP晶体2_1的 几何中心。对称的增加第三个半导体激光器和第四个半导体激光器，优点是双端面泵浦增 益介质，TmiYAP晶体2受热均勻，有利于缓解晶体的热效应。
具体实施方式
七、结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一、二、 三、四、五或六的不同之处在于第一二色镜M2和第二二色镜M3对半导体激光器1、第二半 导体激光器1-2、第三半导体激光器1-3和第四半导体激光器1-4的输出激光45°为大于 99%的透过率，对谐振腔形成的激光为大于99%的反射率。
具体实施方式
八、结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一、二、 三、四、五、六或七的不同之处在于半导体激光器1、第二半导体激光器1-2、第三半导体激 光器1-3和第四半导体激光器1-4的输出光波长为793nm 796nm。
具体实施方式
九、结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一、二、 三、四、五、六、七或八的不同之处在于半导体激光器1、第二半导体激光器1-2、第三半导体 激光器1-3和第四半导体激光器1-4的输出光波长为795nm。
权利要求一种掺铥铝酸钇医疗激光器，其特征在于它包括半导体激光器(1)、准直镜(CL)、聚焦镜(FL)、Tm:YAP晶体(2)、端面反射镜(M1)、第一二色镜(M2)、第二二色镜(M3)、F P标准具(M4)和输出镜(M5)；所述半导体激光器(1)、准直镜(CL)、聚焦镜(FL)和Tm:YAP晶体(2)依次从西至东水平共轴排列，半导体激光器(1)的输出光入射至准直镜(CL)，经准直镜(CL)透射得到平行光，所述平行光经过聚焦镜(FL)聚焦入射至Tm:YAP晶体(2)的几何中心，端面反射镜(M1)设置在聚焦镜(FL)和Tm:YAP晶体(2)之间的光路上，第一二色镜(M2)设置在半导体激光器(1)、准直镜(CL)、聚焦镜(FL)和Tm:YAP晶体(2)所在光轴上，并且与半导体激光器(1)、准直镜(CL)、聚焦镜(FL)和Tm:YAP晶体(2)所在光轴成45°夹角，使得经过Tm:YAP晶体(2)出射的光束以45°的入射角入射至第一二色镜(M2)的反射面上，第二二色镜(M3)设置在第一二色镜(M2)反射光的光轴上，并且与第一二色镜(M2)反射光的光轴成45°夹角，使得经过第一二色镜(M2)反射的光束以45°的入射角入射至第二二色镜(M3)的反射面上，所述输出镜(M5)设置在第二二色镜(M3)反射光的光轴上，使得经过第二二色镜(M3)反射光能够从输出镜(M5)的中心输出，F P标准具(M4)设置在第二二色镜(M3)和输出镜(M5)之间的光路上，端面反射镜(M1)和输出镜(M5)组成谐振腔，F P标准具(M4)选择输出波长为1.94μm。
2.根据权利要求1所述的一种掺铥铝酸钇医疗激光器，其特征在于半导体激光器(1) 采用光纤耦合输出方式。
3.根据权利要求1所述的一种掺铥铝酸钇医疗激光器，其特征在于一种掺铥铝酸钇医 疗激光器，它还包括第二 ΤπκΥΑΡ晶体(2-1)，所述第二 ΤπκΥΑΡ晶体(2_1)设置在第一二色 镜(Μ2)和第二二色镜(Μ3)之间的光路上，并且使得经过第一二色镜(Μ2)的反射光聚焦入 射至第二 ΤπκΥΑΡ晶体(2-1)的几何中心。
4.根据权利要求1或3所述的一种掺铥铝酸钇医疗激光器，其特征在于它还包括第 二半导体激光器(1-2)、第二准直镜(CL2)和第二聚焦镜(FL2)，所述第二半导体激光器 (1-2)、第二准直镜(CL2)、第二聚焦镜(FL2)依次从东至西水平共轴排列，并且第二半导体 激光器(1-2)、第二准直镜(CL2)和第二聚焦镜(FL2)所在光轴与半导体激光器(1)、准直 镜(CL)、聚焦镜(FL)和Tm: YAP晶体(2)所在光轴重合，使得第二半导体激光器(1_2)的输 出光入射至第二准直镜(CL2)，经第二准直镜(CL2)透射得到平行光，所述平行光经过第二 聚焦镜(FL2)聚焦，再经过第一二色镜(Μ2)透射的输出光聚焦入射至Tm:YAP晶体(2)的 几何中心。
5.根据权利要求1或3所述的一种掺铥铝酸钇医疗激光器，其特征在于它还包括第 三半导体激光器(1-3)、第三准直镜(CL3)和第三聚焦镜(FL3)，所述第三半导体激光器 (1-3)、第三准直镜(CL3)、第三聚焦镜(FL3)依次从南至北水平共轴排列，并且第三半导体 激光器(1-3)、第三准直镜(CL3)和第三聚焦镜(FL3)所在光轴与半导体激光器(1)、准直 镜(CL)、聚焦镜(FL)和Tm: YAP晶体(2)所在光轴垂直，使得第三半导体激光器(1_3)的 输出光入射至第三准直镜(CL3)，经第三准直镜(CL3)透射得到平行光，所述平行光经过第 三聚焦镜(FL3)聚焦，再经过第一二色镜(Μ2)透射的输出光聚焦入射至第二 ΤπκΥΑΡ晶体 (2-1)的几何中心。
6.根据权利要求4所述的一种掺铥铝酸钇医疗激光器，其特征在于它还包括第三半导体激光器(1-3)、第三准直镜(CL3)和第三聚焦镜(FL3)，所述第三半导体激光器(1_3)、 第三准直镜(CL3)、第三聚焦镜(FL3)依次从南至北水平共轴排列，并且第三半导体激光器 (1-3)、第三准直镜(CL3)和第三聚焦镜(FL3)所在光轴与半导体激光器(1)、准直镜(CL)、 聚焦镜(FL)和Tm:YAP晶体⑵所在光轴垂直，使得第三半导体激光器(1_3)的输出光入 射至第三准直镜(CL3)，经第三准直镜(CL3)透射得到平行光，所述平行光经过第三聚焦镜 (FL3)聚焦，再经过第一二色镜(M2)透射的输出光聚焦入射至第二 Tm: YAP晶体(2_1)的几 何中心。
7.根据权利要求4所述的一种掺铥铝酸钇医疗激光器，其特征在于它还包括第四半 导体激光器(1-4)、第四准直镜(CL4)和第四聚焦镜(FL4)，所述第四半导体激光器(1_4)、 第四准直镜(CL4)、第四聚焦镜(FL4)依次从北至南水平共轴排列，并且第四半导体激光器 (1-4)、第四准直镜(CL4)和第四聚焦镜(FL4)所在光轴与半导体激光器(1)、准直镜(CL)、 聚焦镜(FL)和ΤπκΥΑΡ晶体⑵所在光轴垂直，使得第四半导体激光器(1-4)的输出光入 射至第四准直镜(CL4)，经第四准直镜(CL4)透射得到平行光，所述平行光经过第四聚焦 镜(FL4)聚焦，再经过第二二色镜(Μ3)透射的输出光聚焦入射至第二 ΤπκΥΑΡ晶体(2_1) 的几何中心。
8.根据权利要求6所述的一种掺铥铝酸钇医疗激光器，其特征在于它还包括第四半 导体激光器(1-4)、第四准直镜(CL4)和第四聚焦镜(FL4)，所述第四半导体激光器(1_4)、 第四准直镜(CL4)、第四聚焦镜(FL4)依次从北至南水平共轴排列，并且第四半导体激光器 (1-4)、第四准直镜(CL4)和第四聚焦镜(FL4)所在光轴与半导体激光器(1)、准直镜(CL)、 聚焦镜(FL)和ΤπκΥΑΡ晶体⑵所在光轴垂直，使得第四半导体激光器(1-4)的输出光入 射至第四准直镜(CL4)，经第四准直镜(CL4)透射得到平行光，所述平行光经过第四聚焦镜 (FL4)聚焦，再经过第二二色镜(Μ3)透射的输出光聚焦入射至第二 Tm: YAP晶体(2_1)的几 何中心。
9.根据权利要求8所述的一种掺铥铝酸钇医疗激光器，其特征在于第一二色镜(Μ2)和 第二二色镜(Μ3)对半导体激光器(1)、第二半导体激光器(1-2)、第三半导体激光器(1-3) 和第四半导体激光器(1-4)的输出激光45°为大于99%的透过率，对谐振腔形成的激光为 大于99%的反射率。。
10.根据权利要求8所述的一种掺铥铝酸钇医疗激光器，其特征在于半导体激光器 (1)、第二半导体激光器(1-2)、第三半导体激光器(1-3)和第四半导体激光器(1-4)的输出 光波长为793nm 796nm。
专利摘要一种掺铥铝酸钇医疗激光器，它涉及一种医疗激光器，解决了现有结构简单的医疗激光器水对其输出波长的吸收不高，而水对其输出波长的吸收较高的医疗激光器结构又复杂的问题。所述激光器的半导体激光器的输出光入射至准直镜，经准直镜透射得到平行光，所述平行光经过聚焦镜聚焦入射至Tm:YAP晶体的几何中心，端面反射镜设置在聚焦镜和Tm:YAP晶体之间的光路上，第一二色镜与光轴成45°夹角，第二二色镜与第一二色镜反射光的光轴成45°夹角，所述输出镜使得经过第二二色镜反射光能够从输出镜的中心输出，F-P标准具设置在第二二色镜和输出镜之间的光路上，端面反射镜和输出镜组成谐振腔，F-P标准具选择输出波长为1.94μm。本实用新型可作为医疗激光器。
文档编号H01S5/065GK201717510SQ20102020546
公开日2011年1月19日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者李林军 申请人:黑龙江工程学院