一种准连续掺铥光纤激光器及激光治疗装置的制作方法

本发明涉及激光器，尤其涉及一种准连续掺铥光纤激光器及激光治疗装置。

背景技术：

1、掺铥光纤激光器(tdfl)的工作波段在2μm附近，该波段属于人眼安全波段，且在2μm波段有个比较高的水峰，在1940nm波长附近水的吸收系数高达14cm-1，对生物组织穿透深度可达70um。生物组织中含有大量水分，当受到1940nm波长的激光照射时会产生强烈的热效应，这种强烈的热效应可以进行手术切割，消融，尿道结石和肾结石碎石；与传统的手术刀不同的是，准连续掺铥光纤激光器在切开生物组织的同时能对组织切面产生气化和凝固作用，因而还具有良好的止血效果，有利于缩短术后康复时间。

2、但目前国内没有报道或商用1940nm高功率准连续掺铥光纤激光器，报道较多的是高功率连续掺铥光纤激光器，工作模式单一，且需水冷，不易于集成。而连续激光器在医疗行业的应用较为有限，不能满足医疗的绝大部分应用。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种准连续掺铥光纤激光器及激光治疗装置，该激光器采用了mopa技术+增益调制技术，既能输出连续激光又能输出脉冲激光，适用于医用多环境下工作，且采用风冷，激光器体积小，易于集成。

2、根据本发明的一方面，提供了一种准连续掺铥光纤激光器，用于输出连续激光或脉冲激光，所述准连续掺铥光纤激光器包括利用光纤依次连接的种子源和放大器；

3、所述种子源包括依次连接的至少一个第一泵浦源、第一波分复用器、第一光纤光栅、第一掺铥光纤和第二光纤光栅，所述第一光纤光栅的反射率大于所述第二光纤光栅的反射率；

4、所述放大器包括至少一级双向泵浦放大单元，所述双向泵浦放大单元包括多个第二泵浦源、第二波分复用器、第二掺铥光纤、多个第三泵浦源和第三波分复用器，所述第二泵浦源的输出端与所述第二波分复用器的泵浦输入端连接，所述第三泵浦源的输出端与所述第三波分复用器的泵浦输入端连接，所述第二掺铥光纤连接于所述第二波分复用器和所述第三波分复用器之间。

5、可选的，所述准连续掺铥光纤激光器包括第一工作模式和第二工作模式；

6、在所述第一工作模式，所述第一泵浦源输出连续的第一泵浦光，所述第一掺铥光纤吸收所述第一泵浦光后通过交叉弛豫匹配所述第一光纤光栅和第二光纤光栅形成的谐振腔，输出连续种子光，所述连续种子光经过所述放大器放大后输出所述连续激光；

7、在所述第二工作模式，所述第一泵浦源输出第二泵浦光，所述第二泵浦光包括连续的第一子泵浦光和脉冲的第二子泵浦光，所述第一掺铥光纤吸收所述第二子泵浦光产生脉冲种子光，并吸收所述第一子泵浦光抑制弛豫振荡，所述脉冲种子光经过所述放大器放大后输出所述脉冲激光。

8、可选的，所述种子源还包括第一包层光剥离器，所述第一包层光剥离器位于所述第一掺铥光纤和所述第二光纤光栅之间。

9、可选的，所述种子源还包括隔离器，所述隔离器的输入端与所述第二光纤光栅的输出端连接。

10、可选的，所述种子源还包括光纤耦合器和第一光电探测器，所述光纤耦合器的输入端与所述第二光纤光栅的输出端连接，所述光纤耦合器的第一输出端与所述放大器连接，所述光纤耦合器的第二输出端与所述第一光电探测器连接，所述光纤耦合器的第一输出端的输出功率大于所述光纤耦合器的第二输出端的输出功率。

11、可选的，所述双向泵浦放大单元还包括第二包层光剥离器和第三包层光剥离器，所述第二包层光剥离器与所述第二波分复用器连接，所述第三包层光剥离器与所述第三波分复用器连接。

12、可选的，还包括指示光激光器和集成有波分复用功能的环行器，所述环行器的第一端与所述种子源的输出端连接，所述环行器的第二端与所述放大器连接，所述环行器的第三端为监测端，所述环行器的第四端与所述指示光激光器的输出端连接。

13、可选的，还包括嵌套于所述放大器的输出光纤上的第二光电探测器和第三光电探测器，以及位于所述放大器的输出端的sma905连接器。

14、可选的，所述连续激光的功率大于或等于60w，所述脉冲激光的脉宽可调范围为40μs～50000μs，所述脉冲激光的频率可调范围为1hz～2500hz。

15、根据本发明的另一方面，提供了一种激光治疗装置，包括上述的准连续掺铥光纤激光器。

16、本发明实施例提供的准连续掺铥光纤激光器，用于输出连续激光或脉冲激光，准连续掺铥光纤激光器包括利用光纤依次连接的种子源和放大器；种子源包括依次连接的至少一个第一泵浦源、第一波分复用器、第一光纤光栅、第一掺铥光纤和第二光纤光栅，第一光纤光栅的反射率大于第二光纤光栅的反射率；放大器包括至少一级双向泵浦放大单元，双向泵浦放大单元包括多个第二泵浦源、第二波分复用器、第二掺铥光纤、多个第三泵浦源和第三波分复用器，第二泵浦源的输出端与第二波分复用器的泵浦输入端连接，第三泵浦源的输出端与第三波分复用器的泵浦输入端连接，第二掺铥光纤连接于第二波分复用器和所述第三波分复用器之间。本实施例提供的准连续掺铥光纤激光器，利用第一光纤光栅(高反射光栅)和第二反射光栅(低反射光栅)形成种子源的直谐振腔，采用主振荡功率放大技术(mopa)和增益调制技术使激光器既可以输出连续激光又可以输出脉冲激光，避免了传统医用固体掺钬激光器碎石效果差，创伤面积大，激光器体积较大，输出光束质量较差的缺点，适用于医疗行业多领域，比如激光手术刀、碎石、消融、止血等。

17、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种准连续掺铥光纤激光器，其特征在于，用于输出连续激光或脉冲激光，所述准连续掺铥光纤激光器包括利用光纤依次连接的种子源和放大器；

2.根据权利要求1所述的准连续掺铥光纤激光器，其特征在于，所述准连续掺铥光纤激光器包括第一工作模式和第二工作模式；

3.根据权利要求1所述的准连续掺铥光纤激光器，其特征在于，所述种子源还包括第一包层光剥离器，所述第一包层光剥离器位于所述第一掺铥光纤和所述第二光纤光栅之间。

4.根据权利要求1所述的准连续掺铥光纤激光器，其特征在于，所述种子源还包括隔离器，所述隔离器的输入端与所述第二光纤光栅的输出端连接。

5.根据权利要求1所述的准连续掺铥光纤激光器，其特征在于，所述种子源还包括光纤耦合器和第一光电探测器，所述光纤耦合器的输入端与所述第二光纤光栅的输出端连接，所述光纤耦合器的第一输出端与所述放大器连接，所述光纤耦合器的第二输出端与所述第一光电探测器连接，所述光纤耦合器的第一输出端的输出功率大于所述光纤耦合器的第二输出端的输出功率。

6.根据权利要求1所述的准连续掺铥光纤激光器，其特征在于，所述双向泵浦放大单元还包括第二包层光剥离器和第三包层光剥离器，所述第二包层光剥离器与所述第二波分复用器连接，所述第三包层光剥离器与所述第三波分复用器连接。

7.根据权利要求1所述的准连续掺铥光纤激光器，其特征在于，还包括指示光激光器和集成有波分复用功能的环行器，所述环行器的第一端与所述种子源的输出端连接，所述环行器的第二端与所述放大器连接，所述环行器的第三端为监测端，所述环行器的第四端与所述指示光激光器的输出端连接。

8.根据权利要求1所述的准连续掺铥光纤激光器，其特征在于，还包括嵌套于所述放大器的输出光纤上的第二光电探测器和第三光电探测器，以及位于所述放大器的输出端的sma905连接器。

9.根据权利要求1所述的准连续掺铥光纤激光器，其特征在于，所述连续激光的功率大于或等于60w，所述脉冲激光的脉宽可调范围为40μs～50000μs，所述脉冲激光的频率可调范围为1hz～2500hz。

10.一种激光治疗装置，其特征在于，包括权利要求1～9任一所述的准连续掺铥光纤激光器。

技术总结
本发明实施例公开了一种准连续掺铥光纤激光器及激光治疗装置。准连续掺铥光纤激光器用于输出连续激光或脉冲激光，包括依次连接的种子源和放大器；种子源包括至少一个第一泵浦源、第一波分复用器、第一光纤光栅、第一掺铥光纤和第二光纤光栅；放大器包括至少一级双向泵浦放大单元，双向泵浦放大单元包括多个第二泵浦源、第二波分复用器、第二掺铥光纤、多个第三泵浦源和第三波分复用器。本发明实施例采用了MOPA技术+增益调制技术，既能输出连续激光又能输出脉冲激光，适用于医用多环境下工作，且采用风冷，激光器体积小，易于集成。

技术研发人员：潘永伟
受保护的技术使用者：上海科乃特激光科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15