脉冲激光展宽装置、激光装置及展宽方法与流程

本发明涉及医疗器械，特别涉及一种脉冲激光展宽装置、激光装置及展宽方法。

背景技术：

1、紫外激光消融术是利用光纤导管将纳秒量级脉宽的紫外高能激光导入血管腔内，使其直接作用于狭窄闭塞处病变，借助光化学、光热和光机械等多重效应，将斑块粉碎为微米级颗粒，从而达到减容和扩大管腔，实现微创治疗的效果。

2、激光通常通过激光器产生，通常激光器无法通过自身调节激光的脉宽，例如355nm三倍频nd:yag固体激光器的脉宽为5-10ns，无法通过激光器自身实现激光脉宽的展宽，由于355nm激光脉宽较短，其峰值功率较大，峰值功率可达mw量级，在进行光纤耦合时由于峰值功率较大极易打坏光纤端面，从而限制了光纤导管传输的最大激光能量。

3、而为了提高激光消融组织的效率和完全钙化斑块的能力，应尽可能的提高耦合进光纤导管的激光能量；而峰值功率的大小制约着激光能量的提高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种脉冲激光展宽装置、激光装置及展宽方法，该装置可对激光脉宽进行展宽，以降低激光峰值功率，可改善峰值功率对激光能量提高的制约，利于在实现在较低的峰值功率下有效提高耦合进光纤导管的激光能量。

2、本发明提供了一种脉冲激光展宽装置，包括：

3、分束元件，用于将入射光束分为第一线偏振光束和第二线偏振光束，所述第一线偏振光束被所述分束元件反射，所述第二线偏振光束被所述分束元件透射；

4、光学延时组件，用于反射所述第二线偏振光束形成与所述第一线偏振光束的光束方向重合的反射光束；

5、偏振光学元件，所述反射光束经过所述偏振光学元件后形成偏振光束，所述偏振光束经过所述分束元件后分为第三线偏振光束和第四线偏振光束，所述第三线偏振光束被所述分束元件透射与所述第一线偏振光束合束形成出射光束；所述第四线偏振光束被所述分束元件反射与所述第二线偏振光束合束，所述第四线偏振光束经所述光学延时组件和偏振光学元件进行下一光学路径的循环。

6、可选地，当所述入射光束为线偏振光时，所述脉冲激光展宽装置还包括振动面旋转光学元件，所述入射光束经过所述振动面旋转光学元件后进入所述分束元件，所述振动面旋转光学元件用于旋转入射光束的偏振方向进而调节所述第一线偏振光束和所述第二线偏振光束的分量。

7、可选地，所述振动面旋转光学元件为半波片。

8、可选地，所述光学延时组件包括至少两个反射镜，所述第二线偏振光束依次经过各所述反射镜的反射后形成所述反射光束。

9、可选地，所述光学延时组件包括三个所述反射镜，各所述反射镜的入射角度为45°。

10、可选地，所述分束元件为偏振分光棱镜；和/或所述偏振光学元件为半波片、四分之一波片或法拉第旋光器。

11、可选地，所述入射光束和所述偏振光束相对所述偏振分光棱镜的胶合面的入射角为45°。

12、可选地，所述偏振光学元件用于改变反射光束的偏振状态进而调节所述第三线偏振光束和所述第四线偏振光束的分量。

13、本发明还提供了一种激光装置，包括上述所述的脉冲激光展宽装置以及激光器，所述激光器用于发射所述入射光束。

14、本发明还提供了一种脉冲激光展宽方法，包括以下步骤：

15、s1：入射光束经过分束元件后分为第一线偏振光束和第二线偏振光束，所述第一线偏振光束被所述分束元件反射，所述第二线偏振光束被所述分束元件透射；

16、s2：第二线偏振光束经过光学延时组件被反射形成与所述第一线偏振光束的光束方向重合的当前反射光束；

17、s3：当前反射光束经过所述偏振光学元件后的偏振态改变形成当前偏振光束，所述当前偏振光束经过所述分束元件后分为第一当前线偏振光束和第二当前线偏振光束，所述第一当前线偏振光束被所述分束元件透射与所述第一线偏振光束合束，所述第二当前线偏振光束被所述分束元件反射与所述第二线偏振光束合束；

18、s4：所述第二当前线偏振光束经所述光学延时组件形成下一反射光束，重复步骤s3。

19、综上所述，在本发明提供的脉冲激光展宽装置包括：

20、分束元件，用于将入射光束分为第一线偏振光束和第二线偏振光束，所述第一线偏振光束被所述分束元件反射，所述第二线偏振光束被所述分束元件透射；

21、光学延时组件，用于反射所述第二线偏振光束形成与所述第一线偏振光束的光束方向重合的反射光束；

22、偏振光学元件，所述反射光束经过所述偏振光学元件后形成偏振光束，所述偏振光束经过所述分束元件后分为第三线偏振光束和第四线偏振光束，所述第三线偏振光束被所述分束元件透射与所述第一线偏振光束合束形成出射光束；所述第四线偏振光束被所述分束元件反射与所述第二线偏振光束合束，所述第四线偏振光束经所述光学延时组件和偏振光学元件进行下一光学路径的循环。

23、如此配置，该装置可对激光脉宽进行展宽，以降低激光峰值功率，可改善峰值功率对激光能量提高的制约，利于在实现在较低的峰值功率下有效提高耦合进光纤导管的激光能量；且该装置利用一个分束元件即可实现激光脉宽的展宽，其结构简单，并且，通过偏振光学元件利于控制p偏振光和s偏振光的分量，则可以人为调节合束的输出激光束的脉冲波形的后沿，从而调整整个脉冲波形，使得展宽的波形可控，可根据不同运用领域，调试出相适应的输出脉冲激光脉宽和波形；另外本发明的脉冲激光展宽装置适用于各种偏振态的激光，例如适用于随机偏振或部分偏振激光。

技术特征：

1.一种脉冲激光展宽装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的脉冲激光展宽装置，其特征在于，当所述入射光束(iin)为线偏振光时，所述脉冲激光展宽装置还包括振动面旋转光学元件(40)，所述入射光束(iin)经过所述振动面旋转光学元件(40)后进入所述分束元件(10)，所述振动面旋转光学元件(40)用于旋转入射光束(iin)的偏振方向进而调节所述第一线偏振光束(i1)和所述第二线偏振光束(i2)的分量。

3.如权利要求2所述的脉冲激光展宽装置，其特征在于，所述振动面旋转光学元件(40)为半波片。

4.如权利要求1所述的脉冲激光展宽装置，其特征在于，所述光学延时组件(20)包括至少两个反射镜，所述第二线偏振光束(i2)依次经过各所述反射镜的反射后形成所述反射光束(i5)。

5.如权利要求4所述的脉冲激光展宽装置，其特征在于，所述光学延时组件(20)包括三个所述反射镜，各所述反射镜的入射角度为45°。

6.如权利要求1所述的脉冲激光展宽装置，其特征在于，所述分束元件(10)为偏振分光棱镜；和/或所述偏振光学元件(30)为半波片、四分之一波片或法拉第旋光器。

7.如权利要求6所述的脉冲激光展宽装置，其特征在于，所述入射光束(iin)和所述偏振光束(i6)相对所述偏振分光棱镜的胶合面的入射角为45°。

8.如权利要求1所述的脉冲激光展宽装置，其特征在于，所述偏振光学元件(30)用于改变反射光束(i5)的偏振状态进而调节所述第三线偏振光束(i7)和所述第四线偏振光束(i8)的分量。

9.一种激光装置，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项权利要求所述的脉冲激光展宽装置以及激光器(50)，所述激光器用于发射所述入射光束(iin)。

10.一种脉冲激光展宽方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及医疗器械技术领域，提供了一种脉冲激光展宽装置、激光装置及展宽方法，所述脉冲激光展宽装置包括：分束元件，将入射光束分为第一线偏振光束和第二线偏振光束；光学延时组件，反射第二线偏振光束形成与第一线偏振光束的光束方向重合的反射光束；偏振光学元件，改变反射光束的偏振态改变形成偏振光束，偏振光束经过分束元件后分为第三线偏振光束和第四线偏振光束，第三线偏振光束被分束元件透射与第一线偏振光束合束，第四线偏振光束被分束元件反射，且与第二线偏振光束的光束方向重合进行下一光学路径的循环。该装置可对激光脉宽进行展宽，降低激光峰值功率，且使得展宽的波形可控。

技术研发人员：刘强宪,王彩霞,金旻,余贤涛
受保护的技术使用者：微创投资控股有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11