一种新型钬激光器的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及医疗器械领域，特别涉及一种新型钬激光器。
【背景技术】
[0002]钬激光波长为2100nm，由Cr，Tm，Ho:YAG激光晶体通过氙灯栗浦产生，由于钬激光波长恰好处于水的吸收峰上，其能量可被人体组织中的水分高效吸收，所以在医学上有着极大的应用价值，目前主要用于结石粉碎和组织切割等领域。钬激光器的基本结构包括全反镜、聚光腔、半反镜，聚光腔中包括钬激光晶体棒、脉冲氙灯，其中钬激光晶体棒、全反镜和半反镜组成了一个谐振腔。
[0003]现有的钬激光器中的全反镜、半反镜均采用平面镜面，使得从谐振腔出射的钬激光光斑发散角较大、光斑截面不圆、聚焦后的光斑较大且椭圆形光斑的长轴较长，使得光斑较难聚焦到较细的光纤内。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种新型钬激光器，包括:全反镜、聚光腔、半反镜;所述聚光腔包括外壳、漫反射体、钬激光晶体棒、脉冲氙灯，所述钬激光晶体棒的两端的端面呈凹面;所述半反镜呈弯月状且靠近所述聚光腔的镜面呈凹面。从该新型钬激光器中的全反镜、钬激光晶体棒、半反镜形成的谐振腔出射的钬激光光斑发散角较小、光斑截面更圆，从而聚焦后的光斑更小，也就能聚焦到更细的光纤内。
[0005]为了达到上述技术效果，本实用新型提供的具体技术方案为:
[0006]—种新型钬激光器，包括:全反镜;聚光腔，包括外壳、漫反射体、钬激光晶体棒、脉冲氙灯，所述漫反射体包括支撑筒、漫反射层，所述漫反射层置于所述支撑筒、外壳之间，所述钬激光晶体棒、脉冲氙灯轴向穿过所述支撑筒且所述钬激光晶体棒、脉冲氙灯的两端由所述外壳支撑，所述钬激光晶体棒的两端的端面呈凹面;半反镜，所述半反镜呈弯月状;所述全反镜置于所述聚光腔的一侧，所述半反镜置于所述聚光腔的另一侧，所述半反镜靠近所述聚光腔的镜面呈凹面。
[0007]作为上述方案的优选，所述全反镜、钬激光晶体棒、半反镜构成谐振腔，所述谐振腔的长度范围为260-320mm。
[0008]作为上述方案的优选，所述支撑筒为玻璃管，所述漫反射层的材质为硫酸钡粉末。
[0009]作为上述方案的优选，所述外壳包括筒形壳体、端盖，所述筒形壳体设置于所述漫反射体外，所述钬激光晶体棒、脉冲氙灯的两端分别设置于所述端盖上，所述端盖设置于所述筒形壳体的两端用以实现所述聚光腔内外密封。
[0010]作为上述方案的优选，所述外壳的材质为金属。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型提供的一种新型钬激光器的整体结构示意图；
[0012]图2是图1中聚光腔的结构示意图；
[0013]图3(a)是钬激光晶体棒的两端与半反镜的两面均是平面时所出现的发散角度Θ1;
[0014]图3(b)是本实用新型中钬激光晶体棒的两端呈凹面、半反镜呈弯月状时所出现的发散角度Θ2。
【具体实施方式】
[0015]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0016]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0017]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0018]如图1、图2所示，本实用新型提供一种新型钬激光器，包括:
[0019](I)全反镜 I;
[0020](2)聚光腔2，包括外壳21、漫反射体22、钬激光晶体棒23、脉冲氙灯24，所述漫反射体包括支撑筒、漫反射层，所述漫反射层置于所述支撑筒、外壳之间，所述钬激光晶体棒、脉冲氙灯轴向穿过所述支撑筒且所述钬激光晶体棒、脉冲氙灯的两端由所述外壳支撑，所述钬激光晶体棒的两端的端面(R2、R3)呈凹面；
[0021](3)半反镜3，所述半反镜呈弯月状；
[0022]所述全反镜I置于所述聚光腔2的一侧，所述半反镜3置于所述聚光腔2的另一侧，所述半反镜靠近所述聚光腔的镜面R4呈凹面。
[0023]本实用新型提供的一种新型钬激光器的工作原理:脉冲氙灯在高压电的作用下发光经过聚光腔中的漫反射体反射照射到钬激光晶体棒上，钬激光晶体棒内的原子从脉冲氙灯中吸收能量后变为不稳定或活跃状态，当这些不稳定的原子以光子的形式释放它们的能量后恢复到稳定状态，被释放的光子激发其他原子和相同的光子发射，导致一系列的连锁反应(这个过程叫受激辐射)。光子在两端有全反镜和半反镜的谐振腔内来回运动使激光发射过程放大，当大多数原子在晶体棒中变为活跃后，就会从半反镜一侧射出谐振腔。
[0024]本实用新型提供的一种新型钬激光器中的钬激光晶体棒的两端的端面呈凹面，半反镜呈弯月状，所述半反镜靠近所述聚光腔的镜面呈凹面，使得该新型钬激光器出射的钬激光光斑发散角较小、光斑截面更圆，从而聚焦后的光斑更小，也就能聚焦到更细的光纤内。因为对于一个确定的激光器，它的总发散角度Θ固定，通过焦距为f的聚焦透镜聚焦后的光斑直径d0可以近似地认为:
[0025]d0 = f*9
[0026]其中Θ为激光器出射光的发散角弧度值;f为聚焦透镜的焦距。
[0027]从上述公式中可以看出，在焦距不变的情况下，如果发散角度越小，则光斑直径越小，故而聚焦后光斑越小。
[0028]产生发散角度的主要原因是:钬激光晶体棒吸收能量后，大部分能量被转化成热量，只有少部分转化成光，那么这个迅速吸收了热量的钬激光晶体棒如果工作在低频时，热量可以被带走，但是在高频时，热量还没来得急带走就进行了下一次能量激发出光，这样热量打破了原来的平衡，形成了一个新的平衡，这个平衡使钬激光晶体棒的温度不均匀，钬激光晶体棒发热但发热不均匀，由于中心轴处能量集中，远离中心轴的能量小，导致了钬激光晶体棒由于热胀冷缩，形成了热透镜效应，使钬激光晶体棒的两端面呈凸面，这样光从钬激光晶体棒内射出时呈喇叭式散射，该实用新型中钬激光晶体棒的两端呈凹面、半反镜呈弯月状，恰当地对上述热透镜效应进行了补偿，从而使得发散角度减小。如图3(a)所示，当钬激光晶体棒的两端与半反镜的两面均是平面时发散角度为Θ1，如图3(b)所示，当钬激光晶体棒的两端呈凹面、半反镜呈弯月状时所发散角度为Θ2，在其他条件都一样的情况下，可以看出Θ2〈Θ1。
[0029]进一步地，所述全反镜、钬激光晶体棒、半反镜构成谐振腔，所述谐振腔的长度L范围为260-320mm，即从全反镜的Rl面到半反镜的R4面的长度L的范围为260-320mm。该范围的距离使得出射光斑的发散角较小，光斑质量较好。
[0030]进一步地，所述支撑筒为玻璃管，所述漫反射层的材质为硫酸钡粉末。琉璃材质的支撑筒与外部的漫反射层既保证了聚光腔的腔体结构又使得漫反射效果较好。
[0031]进一步地，所述外壳21包括筒形壳体211、端盖212，所述筒形壳体211设置于所述漫反射体22外，所述钬激光晶体棒23、脉冲氙灯24的两端分别设置于所述端盖212上，所述端盖212设置于所述筒形壳体211的两端用以实现所述聚光腔内外密封。组合式的外壳结构使得外壳方便装卸。
[0032]进一步地，所述外壳21的材质为金属。金属材质的外壳使得其防护性能较好。
[0033]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种新型钬激光器，其特征在于，包括: 全反镜； 聚光腔，包括外壳、漫反射体、钬激光晶体棒、脉冲氙灯，所述漫反射体包括支撑筒、漫反射层，所述漫反射层置于所述支撑筒、外壳之间，所述钬激光晶体棒、脉冲氙灯轴向穿过所述支撑筒且所述钬激光晶体棒、脉冲氙灯的两端由所述外壳支撑，所述钬激光晶体棒的两端的端面呈凹面； 半反镜，所述半反镜呈弯月状； 所述全反镜置于所述聚光腔的一侧，所述半反镜置于所述聚光腔的另一侧，所述半反镜靠近所述聚光腔的镜面呈凹面。2.根据权利要求1所述的新型钬激光器，其特征在于，所述全反镜、钬激光晶体棒、半反镜构成谐振腔，所述谐振腔的长度范围为260-320mm。3.根据权利要求2所述的新型钬激光器，其特征在于，所述支撑筒为玻璃管，所述漫反射层的材质为硫酸钡粉末。4.根据权利要求1-3中任一项所述的新型钬激光器，其特征在于，所述外壳包括筒形壳体、端盖，所述筒形壳体设置于所述漫反射体外，所述钬激光晶体棒、脉冲氙灯的两端分别设置于所述端盖上，所述端盖设置于所述筒形壳体的两端用以实现所述聚光腔内外密封。5.根据权利要求4所述的新型钬激光器，其特征在于，所述外壳的材质为金属。
【专利摘要】本实用新型提供一种新型钬激光器，包括：全反镜、聚光腔、半反镜；所述聚光腔包括外壳、漫反射体、钬激光晶体棒、脉冲氙灯，所述钬激光晶体棒的两端的端面呈凹面；所述半反镜呈弯月状且靠近所述聚光腔的镜面呈凹面。从该新型钬激光器中的全反镜、钬激光晶体棒、半反镜形成的谐振腔出射的钬激光光斑发散角较小、光斑截面更圆，从而聚焦后的光斑更小，也就能聚焦到更细的光纤内。
【IPC分类】H01S3/16, H01S3/08
【公开号】CN205335614
【申请号】CN201620067751
【发明人】彭泰祥
【申请人】武汉浩宏科技有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月25日