用于弱激光束产生的手持式弱激光设备和方法与流程

背景

本公开总体上涉及激光束产生领域，并且更具体地说，涉及用于弱激光束产生的系统和方法。已知的弱激光器产生源于二极管的光束，所述光束具有约5mw/cm²(毫瓦/厘米²)至约5w/cm²、诸如5mw/cm²至约1w/cm²的初始辐照度。“辐照度”是指每单位时间、每单位面积的激光辐射功率或能量。辐照度也可以称为“功率密度”。激光束倾向于具有窄的截面。然而，在一些应用中，尤其在医学领域中，在大的面积内应用激光束可能是有益的。

原始激光束可能缺乏相干性和/或可能太窄以致无法有效地应用到大的面积。此外，原始激光辐射可能具有如果被引导到敏感组织(诸如眼睛)中则可能对人造成伤害的高的峰值辐照度。作为另一个缺点，尤其是对于人类不可见的红外(ir)激光束，可能难以确定激光指向哪里，从而增加了意外地将激光引导到敏感组织中的风险。

概述

本文描述可以克服上述缺陷中的一个或多个的方法和设备。一种手持式弱激光设备包括激光二极管，其被构造来生成沿着激光路径传播的红外(ir)激光辐射。一个或多个矫正透镜定位在激光路径中并被构造来接收从中穿过的ir激光辐射。一个或多个矫正透镜单独地或组合地进一步被构造来矫正ir激光辐射的像散并使ir激光辐射准直。发散透镜在激光路径中定位在一个或多个矫正透镜之后，并且被构造来接收从中穿过的ir激光辐射并在ir激光辐射穿过一个或多个矫正透镜之后使ir激光辐射发散。前透镜在激光路径中定位在发散透镜之后，并且被构造来接收从中穿过的ir激光辐射并在ir激光辐射穿过发散透镜之后使ir激光辐射准直。

一种弱激光束产生方法包括：使用激光二极管，生成具有像散的ir激光辐射并且使ir激光辐射沿着激光路径传播。定位在激光路径中的一个或多个矫正透镜用于接收从中穿过的ir激光辐射，并且单独地或组合地使用一个或多个矫正透镜来矫正ir激光辐射的像散并使ir激光辐射准直。所述方法包括：使用在激光路径中定位在一个或多个矫正透镜之后的发散透镜，接收从中穿过的ir激光辐射并且在ir激光辐射穿过一个或多个矫正透镜之后使ir激光辐射发散。在激光路径中定位在发散透镜之后的前透镜接收从中穿过的ir激光辐射并在ir激光辐射穿过发散透镜之后使ir激光辐射准直。

另一种弱激光束产生方法包括：在第一组时间段期间重复地引导ir激光辐射穿过一系列透镜。所述方法还包括：在第二组时间段期间重复地引导可见激光辐射穿过所述一系列透镜，第一组时间段中的每个时间段不同于第二组时间段中的每个时间段。在所述方法中，所述一系列透镜通过以下方式提高对应于ir激光辐射、可见激光辐射或两者的所接收激光辐射的准直度，这提高了其相干性：使所接收激光辐射准直并矫正所接收激光辐射的像散，从而形成矫正激光辐射。所述一系列透镜放大矫正激光辐射的截面，从而形成放大激光辐射。所述一系列透镜还使放大激光辐射准直。

已经讨论的特征、功能和益处可以在各种实施方案中单独地实现，或可以在又其他实施方案中组合起来，进一步细节可以参考以下描述和附图看出。

附图简述

下文参照以下附图描述一些实施方案。

图1a描绘一种弱激光设备；

图1b描绘原始激光辐射的截面；

图1c描绘矫正激光辐射152的截面；

图1d描绘高相干性激光辐射156的截面；

图2描绘另一种弱激光设备；

图3描绘示出用于操作第一激光二极管和第二激光二极管的分时工作周期的时序图；

图4描绘向区域施加具有提高相干性的弱激光；

图5a-5c描绘具有可互换前透镜组件的弱激光设备；

图6-9是示出不同激光束扩展水平下的光学性能的辐照度分布图，单位为w/cm²；

图10是一种弱激光束产生方法的流程图；并且

图11是另一种弱激光束产生方法的流程图。

详述

参考图1a，描绘弱激光设备并总体上将其指定为100。设备100包括激光源110、矫正透镜120、分散透镜130和前透镜140。矫正透镜120、分散透镜130和前透镜140一起组成光学系统的一系列透镜，所述光学系统分两级使激光束准直并且在两级之间扩展激光束的截面，从而提高激光束的相干性。

激光源110可包括激光二极管112。激光二极管112可以是红外(ir)激光二极管，诸如近红外(nir)激光二极管。例如，激光二极管112可被构造来生成在电磁波谱的ir区域中、诸如在nir区域(750nm至6,000nm)中的原始激光辐射150。原始激光辐射150可具有约800nm至约850nm的波长。原始激光辐射150的精确波长范围可取决于与激光二极管112相关联的制造变化公差。

由于激光二极管112的结构和构造，原始激光辐射150可以是发散的。例如，激光二极管112可能缺少用于使原始激光辐射150成形或对其进行引导的透镜或偏转器。原始激光辐射可包括像散并且可能缺少相干性，如参考图1b进一步描述的。像散可产生在一个方向上以较小角度(例如，5°至7°)发散并且在另一个垂直方向上以更大角度(例如，30°至40°)发散的辐射。

原始激光辐射150可沿着穿过所述一系列透镜120-140中的每一个的激光路径160传播。例如，透镜120-140中的每一个可沿着激光路径160对准，使得原始激光辐射150穿过透镜120-140中的每一个。

矫正透镜120在激光路径160中可定位在激光二极管112与发散透镜130之间，并且可被构造来矫正原始激光辐射150的像散并使原始激光辐射150准直，从而形成矫正激光辐射152。矫正透镜120可进一步被构造来通过使矫正激光辐射152的截面成圆形来矫正原始激光辐射150。为了矫正像散和执行准直，矫正透镜120可以是圆柱形或超环面透镜。矫正透镜120可以进一步是非球面的，包括减少球面像差或光学像差的非球面元件，以便向原始激光辐射150提供进一步矫正和相干性。设备100还可以包括第二矫正透镜，如参考图2所述。

发散透镜130可被构造来扩展矫正激光辐射152的截面，从而形成扩展的激光辐射154。发散透镜130可进一步被构造来对矫正激光辐射152执行另外的矫正。例如，发散透镜130可以是非球面的，包括减少球面像差或光学像差的非球面元件，以便调整矫正激光辐射152以提高相干性。

前透镜140可以是被构造来使扩展的激光辐射154准直以形成高相干性激光辐射156的准直透镜。原始激光辐射150扩展的程度可以是基于前透镜140与发散透镜130之间的距离。例如，前透镜140与发散透镜130之间的较大距离可导致原始激光辐射150的较大扩展和高相干性激光辐射156的较大直径。因此，发散透镜130和前透镜140一起制成光束扩展器，所述光束扩展器与光束扩展成比例地提高矫正激光辐射152的光束相干性。前透镜140与发散透镜130之间的距离可以是可调整的。作为非限制性实例，前透镜140可包括在前透镜组件中，所述前透镜组件可与包括另一个前透镜的至少一个其他前透镜组件互换，如参考图5a-5c进一步描述的。前透镜140可以是非球面的，包括减少球面像差或光学像差的非球面元件，以便对扩展的激光辐射154执行另外的矫正，并且从而提高高相干性激光辐射156的相干性。

在操作过程中，激光二极管112可生成原始激光辐射150。原始激光辐射150可沿着激光路径160传播并在矫正透镜120处被接收。矫正透镜120可矫正原始激光辐射150的像散并使原始激光辐射150准直以形成矫正激光辐射152。矫正激光辐射152可在发散透镜130处被接收。发散透镜130可通过形成扩展的激光辐射154来扩展矫正激光辐射152的截面。扩展的激光辐射154可在前透镜140处被接收。前透镜140可使扩展的激光辐射154准直以形成高相干性激光辐射156。

与设备100相关联的益处是：与不通过一系列透镜(诸如，透镜120-140)扩展激光辐射的弱激光装置相比，高相干性激光辐射156的面积相可更大。由于扩展，与不包括两级准直(诸如两级准直且级之间具有光束扩展)的弱激光装置相比，高相干性激光辐射156可具有更好的相干性。通过使用所述一系列透镜120-140首先矫正并准直并且然后发散并准直原始激光辐射150，设备100可产生与未扩展的激光辐射相比显著地更准直且更具相干性的高相干性激光辐射(例如，高相干性激光辐射156)。

例如，与未扩展的激光辐射相比，高相干性激光辐射156的相干性可提高至少与扩展相同的系数。为了说明，5x扩展可产生至少5x的相干性提高。相干性可进一步通过由矫正透镜120和/或由所述一系列透镜120-140中的任一个的非球面形状造成的光学矫正来提高。

在设备100用于向伤口施加激光辐射的应用中，与不使用透镜来提高相干性的装置相比，高相干性激光辐射156的提高相干性更有效地增强血液流动和/或刺激愈合。例如，向伤口施加激光辐射可提高血管柔性和/或降低血液中的糖血红蛋白。激光辐射因此可用于刺激伤口的愈合，诸如在糖尿病患者的情况下。

与设备100相关联的另一个益处在于：通过扩展原始激光辐射150的截面以产生高相干性激光辐射156，与在原始激光辐射的矫正和准直之后不扩展激光辐射的弱激光装置相比，高相干性激光辐射156可具有更低的峰值辐照度。如果高相干性激光辐射156被无意地引导到某人的眼睛中，更低的峰值辐照度可降低伤害的风险。

与未扩展的激光辐射相比，高相干性激光辐射156还可具有更均匀的辐照度分布。更均匀的辐照度分布可使得激光辐射能够更平均地被施加在应用区域上。参考图6-9进一步描述具体的辐照度分布益处。受益于本公开的本领域普通技术人员将明白设备100的其他益处。

参考图1b，描绘原始激光辐射150的所示截面并总体上将其指定为170。截面170可对应于图1a的所指示截面1b并且可垂直于激光路径160。尽管图1b将截面170描绘为具有限定的边界，但是应理解，截面170表示原始激光辐射150的辐照度分布的形状并且不是原始激光辐射150的物理边界。例如，图1b的椭圆形的边界可表示原始激光辐射150的辐照度的不同于绝对截止的急剧下降。

如图1b中所描绘的，原始激光辐射150可以是原始激光辐射并且因此其形状可以是椭圆的。例如，截面170可包括短轴线172和长轴线174。由于原始激光辐射150扩展，短轴线172和长轴线174的长度可根据截面170与激光二极管112之间的距离改变。截面170的椭圆形状表示由于激光二极管112所使用的结构和生成过程而在原始激光辐射150中出现的像散。

参考图1c，描绘矫正激光辐射152的所示截面并总体上将其指定为180。截面180可对应于图1a的所指示截面1c并且可垂直于激光路径160。应理解，截面180表示矫正激光辐射152的辐照度分布的形状。截面180的直径182可以是基于矫正透镜120的形状和大小。直径182可进一步取决于矫正透镜120与激光二极管112之间的距离。矫正透镜120与激光二极管112之间的距离可使得直径182为约8mm。这可以是近似值，因为直径182的精确值可进一步取决于与矫正透镜120、激光二极管112或两者相关联的制造公差。

参考图1d，描绘高相干性激光辐射156的所示截面并总体上将其指定为190。截面190可对应于图1a的所指示截面1d并且可垂直于激光路径160。应理解，截面190表示高相干性激光辐射156的辐照度分布的形状。由于高相干性激光辐射156已经由发散透镜130和前透镜140放大并准直，因此截面的直径192可大于截面180的直径182。

直径192的值可取决于前透镜140与发散透镜130之间的距离。例如，前透镜140与发散透镜130之间的较大距离可导致直径192的较大值。直径192可通过在与发散透镜130相距另一个距离处利用另一个可互换透镜选择性地替换前透镜140来选择，如参考图5a-5b所描述的。为了说明，直径192可通过利用透镜替换前透镜140、使得截面190具有2cm²、4cm²、6cm²的面积或另一个面积来选择。

如上文所解释的，通过扩展到更大直径，与原始激光辐射150和/或矫正激光辐射152相比，高相干性激光辐射156可具有更好的准直度和更好的相干性。与具有直径182的截面180相比，扩展直径192可进一步产生更低峰值辐照度和更均匀的辐照度分布。

参考图2，描绘弱激光治疗设备并总体上将其指定为200。设备200包括第一激光二极管212、第二激光二极管214以及二向色组合器216。所述设备还包括第一矫正透镜222、第二矫正透镜224、发散透镜230以及前透镜240，它们一起形成一系列透镜222-240以便扩展来自第一激光二极管212或第二激光二极管214的激光辐射，从而产生高相干性激光束。类似于图1的设备100，发散透镜230和前透镜240一起制成光束扩展器，所述光束扩展器被构造来与光束扩展成比例地提高矫正激光辐射的光束相干性。因此，透镜120-140还可以与图2中的第一激光二极管212、第二激光二极管214和二向色组合器216一起使用。

第一激光二极管212可被构造来生成沿着第一激光路径260的第一激光辐射。第一激光二极管212可以是ir或nir激光二极管，其被构造来生成在电磁波谱的ir区域或nir区域中的第一激光辐射。第一激光辐射可具有约800nm至约850nm的波长。第一激光辐射的精确波长范围可取决于与第一激光二极管212相关联的制造变化公差。

第二激光二极管214可被构造来生成沿着第二激光路径262的第二激光辐射。第二激光辐射的波长可在电磁波谱的可见部分中。由第二激光二极管214生成的第二激光辐射可具有约480nm至约530nm的波长。例如，波长可对应于近似480nm的太阳光谱辐照率的峰值。替代地，例如，第二激光二极管214可以是绿色可见激光二极管，其被构造来生成在电磁波谱的绿色可见区域(诸如处于近似525nm的波长)中的第二激光辐射。精确波长可取决于与第二激光二极管214相关联的制造变化公差。通过对应于太阳光谱辐照率或绿色可见区域的峰值，理论上，来自第二激光二极管214的辐射在设备200用于向伤口施加激光辐射的应用中可具有治愈作用。

二向色组合器216可被构造来通过使第二激光路径262转向来组合第一激光路径260和第二激光路径262。例如，二向色组合器216可反射由第二激光二极管214生成的第二激光辐射并且对由第一激光二极管121生成的第一激光辐射是透明的。例如，二向色组合器基于在二向色组合器处接收的激光辐射的波长可以是反射的或透明的。此外，二向色组合器216可定位在第一激光路径260和第二激光路径262的交汇点处。二向色组合器216相对于第一激光路径260和第二激光路径262的角度可引起第二激光辐射被反射，使得第二激光路径262被转向成沿着第一激光路径260。因为第一激光辐射穿过二向色组合器216而不被反射，第一激光路径260可保持不受干扰。因此，第一激光路径260和第二激光路径262两者可沿着相同路径被引导穿过所述一系列透镜222-240。

第一激光二极管212和第二激光二极管214可由控制器218控制。控制器可选择性地启动第一激光二极管212和第二激光二极管214。控制器可在分时工作周期中操作激光二极管212、214，使得不同时启动它们，并且一次仅将第一激光二极管212和第二激光二极管214中的一个引导到所述一系列透镜222-240中，使得辐照之间部发生干扰。参考图3进一步描述分时工作周期。控制器可包括处理器，诸如中央处理单元(cpu)、数字信号处理器(dsp)、外围接口控制器(pic)、另一种类型的处理元件或其组合。可替代地或另外地，控制器可包括能够如本文所述地在分时工作周期中操作激光二极管212、214的模拟定时装置或其他电路。

第一矫正透镜222在激光路径260中可定位在二向色组合器216与第二矫正透镜224之间，并且可被构造来矫正所接收激光辐射的像散、使所接收激光辐射准直或进行两者。为了矫正像散和/或执行准直，第一矫正透镜222可以是圆柱形或超环面透镜。第一矫正透镜222可以进一步是非球面的，以便向所接收激光辐射提供进一步矫正和相干性。图2将第一矫正透镜222示出为平凸透镜。

第二矫正透镜224在激光路径260中可定位在第一矫正透镜222与发散透镜230之间，并且可被构造来矫正所接收激光辐射的像散、使所接收激光辐射准直或进行两者。如同第一矫正透镜222一样，为了矫正像散和执行准直，第二矫正透镜224可以是圆柱形或超环面透镜。第二矫正透镜224可以进一步是非球面的，以便向所接收激光辐射提供进一步矫正和相干性。图2将第二矫正透镜224示出为正弯月形透镜。

第一矫正透镜222和第二矫正透镜224可一起被构造来矫正所接收激光辐射的像散、使所接收激光辐射准直或进行两者。例如，第一矫正透镜222可使所接收激光辐射准直，并且第二矫正透镜224可矫正所接收激光辐射的像散。可替代地，第一矫正透镜222可矫正所接收激光辐射的像散，并且第二矫正透镜224可使所接收激光辐射准直。第一矫正透镜222和第二矫正透镜224可进一步被构造来矫正所接收原始激光辐射以用于形成圆形截面的光束。例如，第一矫正透镜222、第二矫正透镜224或两者可被构造来改变所接收激光辐射的形状，从而产生圆形光束以供扩展。这种光束可具有约8mm的直径。

发散透镜230可被构造来扩展从第二矫正透镜224接收的矫正激光辐射的截面，从而形成扩展的激光辐射。发散透镜230可进一步被构造来对矫正激光辐射执行另外的矫正。例如，发散透镜230可以是非球面的，以便调整矫正激光辐射以提高相干性。图2将发散透镜230示出为双凹透镜。

前透镜240可以是被构造来使扩展的激光辐射准直以形成高相干性激光辐射的准直透镜。激光辐射扩展的程度可以是基于前透镜240与发散透镜230之间的距离。前透镜240与发散透镜230之间的距离可以是可调整的。作为非限制性实例，前透镜240可包括在前透镜组件中，所述前透镜组件可与包括另一个前透镜的至少一个其他前透镜组件互换，如参考图5a-5c进一步描述的。前透镜240可以是非球面的，以便对扩展的激光辐射执行另外的矫正，并且从而提高高相干性激光辐射的相干性。图2将前透镜240示出为平凸透镜。

在操作过程中，可在第一组时间段期间重复地将第一激光辐射从第一激光二极管212引导穿过所述一系列透镜222-240。还可在第二组时间段期间重复地将第二激光辐射从第二激光二极管214引导穿过所述一系列透镜222-240。第一组时间段可与第二组时间段中的每个时间段相异。第一激光辐射和第二激光辐射的时序在分时工作周期内可由控制器218引导，以减少或防止第一激光辐射与第二激光辐射之间的干扰。

一起被构造的一系列透镜222-240可使所接收激光辐射(例如，来自第一激光二极管112或第二激光二极管214)准直，并矫正所接收激光辐射的像散，从而形成矫正激光辐射，如本文所述。当一起被构造时，所述一系列透镜222-240还可放大矫正激光辐射的截面，从而形成放大激光辐射，并且使放大的激光辐射准直。以此方式，所述一系列透镜222-240可分两级进行准直且在级之间进行扩展并且提高所接收激光辐射的相干性，以生成高相干性激光辐射。

与设备200相关联的益处是：第二激光二极管214可提供来自第一激光二极管212的辐射被施加的区域的视觉指示。由于第一激光二极管212和第二激光二极管214在不同时间操作，来自第二激光二极管214的激光辐射不干扰来自第一激光二极管212的辐射。此外，视觉指示可帮助用户看到激光辐射被施加的地方。而且，由于设备200给出第一激光二极管212的辐射被施加的地方的视觉指示，设备200的用户可避免将激光辐射无意地引导在某人的眼睛中。

在设备200可用于刺激创伤愈合的情况下，另一个益处包括：绿色激光辐射在刺激血液流动和/或愈合方面潜在地比可见电磁波谱的其他部分更有效。在约480nm的对应于太阳光谱辐照率的峰值的波长可具有类似益处。因此，设备200在刺激血液流动和/或愈合方面可以比不使用可见激光辐射的装置更有效。

与设备200相关联的另一个益处是：与不通过一系列透镜(诸如，透镜222-240)扩展激光辐射的弱激光装置相比，由设备200产生的激光辐射的面积可更大。由于扩展，高相干性激光辐射可具有更好的准直度和更高的相干性。高相干性激光辐射的相干性可进一步通过由矫正透镜222、224和/或由所述一系列透镜222-240中的任一个的非球面形状造成的光学矫正来提高。

通过扩展来自激光二极管212、214的激光辐射的截面，与设备200相关联的另一个益处包括：相比于不扩展激光辐射的弱激光装置具有更低峰值辐照度的高相干性激光辐射。籍此，如果高相干性激光辐射被无意地引导到某人的眼睛中，设备200降低伤害的风险。与未扩展的激光辐射相比，高相干性激光辐射还可具有更平均的辐照度分布，从而使得能够在区域上均匀地施加。受益于本公开的本领域普通技术人员将明白设备200的其他益处。

参考图3，描绘示出用于操作第一激光二极管212和第二激光二极管214的分时工作周期的时序图并总体上将其指定为300。第一函数310指示对应于第一激光二极管212的操作时间段并且第二函数320指示对应于第二激光二极管214的操作时间段。由激光二极管212、214产生的功率输出由函数310、320的高度描绘。例如，与第二激光二极管214相比，第一激光二极管212可在更高的功率下操作并且持续更短的持续时间。然而，两者可以相同频率、诸如以25khz进行操作。第一功率输出可以是200mw至500mw，诸如500mw，并且第二功率输出可以是100mw至300mw，诸如200mw。第一激光二极管212可在分时工作周期的25％至40％、诸如25％期间操作，并且第二激光二极管214可在分时工作周期的25％至50％、诸如50％期间操作。

参考图4，描绘向区域施加具有提高相干性的弱激光的图并总体上将其指定为400。所述区域可位于患者的腿部410上，并且可包括伤口412。手持式弱激光设备430包括图2的部件，从而产生高相干性激光辐射432。设备430可以是手持的，并且因此其大小被设定成能够在使用过程中独立于用于固持所述设备的外部支撑结构操作。类似地，设备430可能够独立于外部电源操作。不管设备430的光学设计和图2中所示的几个光学元件的简明性，设备430有益地产生仅可由不是手持式的和/或需要外部电源的更庞大或更复杂的装置早先地产生的高相干性激光辐射432。

弱激光设备430可用于通过每日对伤口412的每个区域(例如，第一区域422和第二区域420)进行辐照来增强伤口愈合。弱激光设备430可用于另外对供应伤口区域(例如，在膝盖414后)的血管区域进行辐照。例如，可每天将高相干性激光辐射432施加到第一区域412和第二区域420、持续八分钟，并且另外可在膝盖414后施加。

通过向伤口412施加高相干性激光辐射432，可增强血液到伤口412的流动，从而增加氧气到伤口412的区域中的细胞的供应。血液流动的增强还可为免疫系统细胞提供到达伤口412的更大能力并且提高抗生素到达伤口412的潜力。

参考图5a-5b，描绘具有可互换前透镜组件的弱激光设备并总体上将其指定为500。设备500可对应于图1的设备100、图2的设备200或另一种高相干性弱激光设备。例如，设备500可包括基部530，其包括如参考图1所述地被构造的激光二极管112、矫正透镜120和发散透镜130。设备500还可包括第一前透镜组件520，其包括前透镜140。作为另一个实例，基部530可包括如参考图2所述地被构造的第一激光二极管212、第二激光二极管214、二向色组合器216、第一矫正透镜222、第二矫正透镜224和发散透镜230。在这个实例中，前透镜组件520可包括前透镜240。

基部530可提供用于控制设备500的功能的人类接口。例如，基部530可包括开/关按钮502，其被配置来使得能够选择性地向设备500施加功率。为了说明，开/关按钮502可用于触发基部530的部件与功率供应器(未示出)之间的连接。功率供应器可包括功率存储装置，诸如电池。基部530还可包括设置按钮504。设置按钮504可使得能够设定用于使用设备500的定时器。例如，定时器可指示用于从设备500向区域施加激光辐射的时间段。基部530还可包括起动按钮506。起动按钮可触发来自设备500的激光辐射并起动定时器。在定时器期满时，激光辐射可终止。定时器处的剩余时间量和随后的递减计数可在显示器508处显示。显示器508可包括液晶二极管(lcd)显示器、发光二极管(led)显示器、另一种类型的显示器或其组合。除了定时器，显示器508可提供设备500的其他用户设置的指示。

如图5a中所描绘，第一前透镜组件520可以可释放地联接到设备500。例如，如对于相机透镜已知的卡口机构510可用于将前透镜组件520从基部530移除，以便切换至另一个前透镜组件。第一前透镜组件520可包括第一前透镜541。第一前透镜541可以是如参考图1和/或2描述的准直透镜。

当第一前透镜组件520联接到基部530时，第一前透镜541在激光路径中可定位在发散透镜之后，以便在激光辐射穿过发散透镜之后接收从中穿过的激光辐射。第一前透镜541与发散透镜之间的距离可被选择，使得设备500将激光辐射的截面扩展成在穿过第一前透镜组件520之后具有近似6cm²的面积。

如图5b中所描绘，第二前透镜组件522可被构造来与第一前透镜组件520可互换地可释放地联接到基部530。例如，卡口机构510可用于将前透镜组件520从基部530移除，并且第二卡口机构512可用于将第二前透镜组件522可释放地联接到基部530。第二前透镜组件522可包括第二前透镜542。第二前透镜542也可以是如参考图1和/或2描述的准直透镜。

当第二前透镜组件522联接到基部530时，第二前透镜组件522的第二前透镜542在激光路径中可定位在发散透镜之后。当第二前透镜542联接到基部组件时第二前透镜与发散透镜之间的距离可以不同于第一前透镜组件520的第一前透镜541与发散透镜之间的距离。例如，第二前透镜组件522的第二前透镜542与发散透镜之间的距离可被选择，使得设备500将激光辐射的截面扩展成在穿过第二前透镜组件522之后具有近似4cm²的面积。

如图5c中所描绘，第三前透镜组件524可被构造来与第一前透镜组件520和第二前透镜组件522可互换地可释放地联接到基部530。例如，卡口机构510可用于将第一前透镜组件520从基部530移除或卡口机构512可用于将第二前透镜组件522从基部530移除，并且第三卡口机构514可用于将第三前透镜组件524可释放地联接到基部530。第三前透镜组件524可包括第三前透镜544。第三前透镜544也可以是如参考图1和/或2描述的准直透镜。

当第三前透镜组件524联接到基部530时，第三前透镜组件524的第三前透镜544在激光路径中可定位在发散透镜之后。当第三前透镜544联接到基部组件530时第三前透镜与发散透镜之间的距离可以不同于第一前透镜组件520的第一前透镜541与发散透镜之间的距离并且不同于第二透镜组件522的第二前透镜542与发散透镜之间的距离。例如，第三前透镜组件524的第三前透镜544与发散透镜之间的距离可被选择，使得设备500将激光辐射的截面扩展成在穿过第三前透镜组件524之后具有近似2cm²的面积。

与设备500相关联的益处是：用户可根据具体应用选择由设备500产生的高相干性激光束的面积。例如，用户可改变设备500的前透镜组件以选择2cm²、4cm²或6cm²的光束。此外，当无前透镜组件附接到基部530时，所得激光辐射可未被准直并且因此可继续扩展。随着激光辐射的扩展，激光辐射的峰值辐照度可降低。因此，当无前透镜组件联接到基部530时，激光辐射的峰值辐照度可降低，使得如果激光辐射被引导到某人的眼睛中，可以减少或防止损伤。受益于本公开的本领域普通技术人员将明白设备500的其他益处。尽管图5a-5b描绘三个(3)前透镜组件，但是设备500可被构造来可互换地接收多于或少于三个(3)前透镜组件。

图6-9是辐照表面的假设光束的辐照度分布图，并且所述图示出不同激光束扩展水平下的光学性能。作为图2中所示的光学设计的验证，产生图6-9的软件使用源自一个源的在变化方向上并产生小于0.3°发散的一百万条808nm波长辐照射线。

参考图6，示出辐照检测器的像散激光辐射的辐照度分布图。在图6中，激光辐射具有椭圆形状。激光辐射的长轴线是7mm，并且激光辐射的短轴线是2mm。激光辐射的峰值辐照度(在图的中心处描绘)近似8.9759w/cm²，并且边缘辐照度(在图的角落处描绘)接近1.7952w/cm²。所检测辐照的总功率是6.763x10^-1w。

参考图7，示出辐照检测器的扩展激光辐射的辐照度分布图。激光辐射由光束扩展器修改以便具有近似2cm²的横截面积。图7的激光辐射可对应于来自图5的前透镜组件524的激光辐射。如图7中所示，激光辐射具有圆形形状。激光辐射的直径是16mm。激光辐射的峰值辐照度(在图的中心处描绘)近似3.8178x10^-1w/cm²，并且边缘辐照度(在图的角落处描绘)接近零w/cm²。因此，图7激光辐射的辐照度分布比图6的激光辐射更均匀。此外，图7的激光辐射的峰值辐照度低于图6的激光辐射的峰值辐照度。

参考图8，示出辐照检测器的扩展激光辐射的辐照度分布图。激光辐射由光束扩展器修改以便具有近似4cm²的横截面积。图8的激光辐射可对应于来自图5的前透镜组件522的激光辐射。如图8中所示，激光辐射具有圆形形状。激光辐射的直径是22.6mm。激光辐射的峰值辐照度(在图的中心处描绘)近似1.827x10^-1w/cm²，并且边缘辐照度(在图的角落处描绘)接近零w/cm²。因此，图8激光辐射的辐照度分布比图6和7的激光辐射更均匀。此外，图8的激光辐射的峰值辐照度低于图6和7的激光辐射的峰值辐照度。

参考图9，示出辐照检测器的扩展激光辐射的辐照度分布图。激光辐射由光束扩展器修改以便具有近似6cm²的横截面积。图9的激光辐射可对应于来自图5的前透镜组件520的激光辐射。如图9中所示，激光辐射具有圆形形状。激光辐射的直径是27.8mm。激光辐射的峰值辐照度(在图的中心处描绘)近似1.265x10^-1w/cm²，并且边缘辐照度(在图的角落处描绘)接近零w/cm²。因此，图9激光辐射的辐照度分布比图6、7和8的激光辐射更均匀。此外，图9的激光辐射的峰值辐照度低于图6、7和8的激光辐射的峰值辐照度。

因此，如图6-9中所示，当激光辐射由光束扩展器修改时，光束的辐照度分布可变得更均匀且更好地限定。此外，截面的峰值辐照度减小。因此，激光辐射可更平均地施加到区域并可存在较小的损伤风险。参考图5a至5c的描述，将理解，前透镜541、542、544与发散透镜之间的距离可部分地控制激光辐射在穿过前透镜之后所展现的峰值辐照度。相关领域的普通技术人员将明白本文所述的设备和方法的其他益处。

参考图10，描绘弱激光束产生方法的流程图并总体上将其指定为1000。方法1000可包括：在1002处，使用激光二极管并生成激光辐射。例如，激光二极管112可生成原始激光辐射150。

方法1000还可以包括：在1004处，使用定位在激光路径中的矫正透镜并接收从中穿过的激光辐射。例如，矫正透镜120可接收从中穿过的原始激光辐射150。

方法1000还可包括：在1006处，使用定位在激光路径中的发散透镜并接收从中穿过的激光辐射。例如，可接收穿过发散透镜130的矫正激光辐射152。

方法1000可包括：在1008处，使用在激光路径中定位在发散透镜之后的前透镜并在激光辐射穿过发散透镜之后接收从中穿过的激光辐射。例如，可在前透镜140处接收矫正激光辐射154。

参考图11，描绘弱激光束产生方法的流程图并总体上将其指定为1100。方法1100可包括：在1102处，在第一组时间段期间重复地引导ir激光辐射穿过一系列透镜。例如，第一激光二极管212可重复地引导ir激光辐射穿过透镜222-240。

方法1100还可包括：在1104处，在第二组时间段期间重复地引导可见激光辐射穿过所述一系列透镜，第一组时间段中的每个时间段不同于第二组时间段中的每个时间段。例如，第二激光二极管214可重复地引导可见激光辐射穿过透镜222-240。

在方法1100中，所述一系列透镜可通过以下方式提高对应于ir激光辐射或可见激光辐射的所接收激光辐射的相干性：使所接收激光辐射准直并矫正所接收激光辐射的像散，从而形成矫正激光辐射。所述一系列透镜可进一步放大矫正激光辐射的截面，从而形成放大激光辐射。所述一系列透镜还可使放大激光辐射准直。

依照法规，已关于结构和方法特征以或多或少特定的语言描述实施方案。然而，应理解，实施方案不限于所示和所述的具体特征。因此，要求保护在适当解释的所附权利要求书的适当范围内以任何形式或修改保护实施方案。