專利名稱：一種多波長(zhǎng)高功率半導(dǎo)體激光器光源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體激光器應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種多波長(zhǎng)高功率半導(dǎo)體激光器光源系統(tǒng)，可適用于激光醫(yī)療。
背景技術(shù)：
激光醫(yī)療作為激光應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域，發(fā)展非常迅速，逐步走向成熟。半導(dǎo)體激光器因具有體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、功耗低、波長(zhǎng)覆蓋廣的特點(diǎn)，特別適用于醫(yī)療設(shè)備的制造。半導(dǎo)體激光波長(zhǎng)范圍廣，不同波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光照射生物組織會(huì)產(chǎn)生不同的生物效應(yīng)，對(duì)應(yīng)著不同的激光治療方法，應(yīng)用于不同疾病的治療在醫(yī)學(xué)美容領(lǐng)域，激光的主要應(yīng)用之一就是激光脫毛，在歐美發(fā)達(dá)國家已經(jīng)發(fā)展相當(dāng)成熟。脫毛激光的波長(zhǎng)以694-1064nm為佳，臨床上常用波長(zhǎng)有755nm、800nm、1064nm 和694nm，以前兩者最常見，這些波長(zhǎng)可選擇性地加熱深部的毛干、毛囊表皮和復(fù)合色素的基質(zhì)。有理論認(rèn)為，當(dāng)激光波長(zhǎng)處于色基吸收峰值時(shí)，其光子能量被轉(zhuǎn)移到最終具有臨床效果色基分子上，而周圍色基競(jìng)爭(zhēng)吸收最少，且當(dāng)脈寬等于或小于該組織的熱馳豫時(shí)間時(shí)，激光所產(chǎn)生的熱效應(yīng)僅限于靶組織，而不引起周圍組織熱損傷。在激光脫毛中，毛囊和毛發(fā)的黑素顆粒為該激光的靶色基，激光通過破壞毛囊，摧毀毛基質(zhì)，阻止毛發(fā)再生。激光的脈寬、能量和波長(zhǎng)是直接影響激光脫毛效果的重要參數(shù)。色基對(duì)激光的吸收隨著波長(zhǎng)的增加而減少，因此波長(zhǎng)越短的激光，色基吸收越強(qiáng)。但是表皮的黑色素也同樣對(duì)短波長(zhǎng)的激光吸收很強(qiáng)，因此波長(zhǎng)長(zhǎng)的激光穿透批復(fù)的深度越深。目前商業(yè)應(yīng)用的激光脫毛系統(tǒng)有紅寶石激光器(波長(zhǎng)694nm)，翠綠寶石激光器 (波長(zhǎng)755nm)，半導(dǎo)體激光器(波長(zhǎng)SlOnm)和調(diào)Q摻釹釔鋁石榴石激光器(波長(zhǎng)1064nm)。 其中半導(dǎo)體激光器脫毛已被證實(shí)是一種安全和有效的激光脫毛方式。據(jù)估計(jì)，2010年內(nèi)全球范圍內(nèi)進(jìn)行的激光脫毛手術(shù)達(dá)500萬人次，SlOnm半導(dǎo)體激光能夠很好地被毛囊內(nèi)的黑色素吸收，產(chǎn)生熱效應(yīng)，破壞毛囊，是激光脫毛的標(biāo)準(zhǔn)。但對(duì)于不同的膚色，不同的毛發(fā)，進(jìn)行激光脫毛時(shí)，選用的激光波長(zhǎng)也不同。半導(dǎo)體激光在美容領(lǐng)域的另一個(gè)重要應(yīng)用是皮膚重建手術(shù)，用于除皺、嫩膚。 1450nm波長(zhǎng)的激光被真皮膠原組織中的水分吸收，產(chǎn)生熱效應(yīng)，刺激膠原蛋白的再生和重塑，使皮膚變得光滑細(xì)嫩，恢復(fù)彈性。1. 0微米波段的激光，可用于治療雀斑、外傷性色素沉著、祛除紋身、紋眉、眼線等黑、藍(lán)色素病變；0. 5微米波段的激光，用于治療鮮紅斑痣、淺層咖啡斑、祛除紅色、棕色紋身、紋眉、紋唇等紅、棕色色素病變。波長(zhǎng)為800 900nm的半導(dǎo)體激光低強(qiáng)度照射可以刺激局部血液循環(huán)、促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)、提高免疫力、緩解疼痛以及促進(jìn)傷口愈合等，已廣泛用于康復(fù)與理療。眼科中最常用的的熱源是產(chǎn)生SlOnm近紅外激光的半導(dǎo)體激光器，此波長(zhǎng)的激光穿透能力強(qiáng).屈光間質(zhì)對(duì)其吸收最少，而且光斑可調(diào)節(jié)的范圍較大，國內(nèi)外許多研究報(bào)道表明，低功率SlOnm半導(dǎo)體激光器可用于治療各種難治性青光眼、硅油注入術(shù)后難治性高眼壓，以及視網(wǎng)膜的光凝和固定等。隨著半導(dǎo)體激光技術(shù)的發(fā)展成熟.激光波長(zhǎng)范圍的不斷擴(kuò)大，自身特有的優(yōu)勢(shì)不斷增大.其在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也在不斷拓展，幾乎覆蓋了其它激光器的應(yīng)用范圍。它不僅彌補(bǔ)了高能CO激光不易光纖傳輸、操作不便的缺點(diǎn)，而且彌補(bǔ)了燈泵浦固體激光器效率低、散熱麻煩的缺點(diǎn)，有望成為醫(yī)用激光的主流。中國專利授權(quán)公告號(hào)為CN1452465公開了日本雅芒有限公司實(shí)用新型的激光脫毛裝置。該裝置采用輸出功率5mW-1500mw，波長(zhǎng)600nm-1600nm的半導(dǎo)體激光器進(jìn)行脫毛， 因?yàn)橄到y(tǒng)輸出功率低，光斑尺寸小，波長(zhǎng)輸出也不可調(diào)，脫毛效率非常低。公開號(hào)為CN1498601A的專利一種多功能激光美容機(jī)，其使用固體激光器作為光源其只能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同波長(zhǎng)的輸出，若要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)以上波長(zhǎng)的輸出，其無論是機(jī)械設(shè)計(jì)或是光學(xué)設(shè)計(jì)都將會(huì)非常復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述背景技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種多波長(zhǎng)高功率半導(dǎo)體激光器光源系統(tǒng)，其輸出激光的波長(zhǎng)可控，也可實(shí)現(xiàn)高功率多波長(zhǎng)輸出，且均勻性較好。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案解決的一種多波長(zhǎng)高功率半導(dǎo)體激光器光源系統(tǒng)，包括光波導(dǎo)和多個(gè)半導(dǎo)體激光器，所述的多個(gè)半導(dǎo)體激光器為集中排布的輸出波長(zhǎng)不同的多個(gè)半導(dǎo)體激光器，所述的光波導(dǎo)固定連接在多個(gè)半導(dǎo)體激光器的發(fā)光面前端用于將多個(gè)半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光光束進(jìn)行全反射后輸出。上述多個(gè)輸出波長(zhǎng)不同的半導(dǎo)體激光器之間采用并聯(lián)或者串聯(lián)的電連接方式。上述的半導(dǎo)體激光器一般采用單管、巴條或疊陣形式。上述的光波導(dǎo)可采用透明棒狀體，該透明棒狀體內(nèi)部為空心或者實(shí)心。上述的光波導(dǎo)還可采用金屬棒狀體，該金屬棒狀體內(nèi)部為空心。上述的光波導(dǎo)的橫截面一般設(shè)計(jì)為矩形或者圓形。上述光波導(dǎo)的輸入端最好為外凸型，外凸面的曲率半徑大于光波導(dǎo)輸入端短邊長(zhǎng)值的1/2。工作原理每個(gè)半導(dǎo)體激光可單獨(dú)控制，每個(gè)激光器的波長(zhǎng)不相同，針對(duì)不同的膚質(zhì)或者是治療目的可以選擇不同的波長(zhǎng)，每一個(gè)波長(zhǎng)的激光器輸出激光后通過光波導(dǎo)輸出后具有良好的均勻性，若同時(shí)接通兩個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)的激光器輸出激光后通過光波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)輸出后具有良好的均勻性。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明是將多個(gè)半導(dǎo)體激光器激光通過光波導(dǎo)進(jìn)行全反射后射出，每個(gè)半導(dǎo)體激光可單獨(dú)控制，每個(gè)激光器的波長(zhǎng)不相同，針對(duì)不同的膚質(zhì)或者是治療目的可以選擇不同的波長(zhǎng)，每一個(gè)波長(zhǎng)的激光器輸出激光后通過光波導(dǎo)輸出后具有良好的均勻性，若同時(shí)接通兩個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)的激光器輸出激光后通過光波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)輸出后具有良好的均勻性。本發(fā)明只通過一個(gè)光學(xué)元器件實(shí)現(xiàn)激光光束全反射后輸出，工藝實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，光學(xué)元器件耐高低溫，耐振動(dòng)沖擊方面的能力大大提高，更加可靠。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的慢軸方向在光波導(dǎo)內(nèi)的光束傳輸路徑圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例在光波導(dǎo)出口處激光在快軸方向(垂直方向)的強(qiáng)度分布圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例在光波導(dǎo)出口處激光慢軸方向(水平方向)的強(qiáng)度分布圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例在光波導(dǎo)出口處光斑圖，直觀的反映光斑的尺寸以及均勻性。附圖標(biāo)號(hào)說明1為半導(dǎo)體激光器；2為光波導(dǎo)；3為激光光束。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述參見圖1本發(fā)明的用于醫(yī)療的多波長(zhǎng)高功率半導(dǎo)體激光光源，包括半導(dǎo)體激光器 1，其特征在于半導(dǎo)體激光器1激光出射端連接用光波導(dǎo)2，用于將激光光束3進(jìn)行全反射后輸出。所述的半導(dǎo)體激光器1個(gè)數(shù)為兩個(gè)或者兩個(gè)以上；所述的半導(dǎo)體激光器1個(gè)數(shù)為多個(gè)時(shí)，半導(dǎo)體激光器1之間為并聯(lián)或者串聯(lián)；所述的半導(dǎo)體激光器1可以是單管、巴條、疊陣；所述光波導(dǎo)2置于半導(dǎo)體激光器1發(fā)光面前端，用于將激光光束3進(jìn)行全反射后輸出。所述的光波導(dǎo)2可以為橫截面是矩形或者圓形的透明棒狀體，該棒狀體內(nèi)部為空心或者實(shí)心。所述的光波導(dǎo)2可以為橫截面是矩形或者圓形金屬棒狀體，該棒狀體內(nèi)部為空心。工作原理每個(gè)半導(dǎo)體激光器1可單獨(dú)控制，每個(gè)激光器的波長(zhǎng)不相同，針對(duì)不同的膚質(zhì)或者是治療目的可以選擇不同的波長(zhǎng)，每一個(gè)波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器1輸出激光后通過光波導(dǎo)輸出后具有良好的均勻性，若同時(shí)接通兩個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器1輸出激光后通過光波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)輸出后具有良好的均勻性。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的慢軸方向在光波導(dǎo)內(nèi)的光束傳輸路徑圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例光波導(dǎo)出口處激光在快軸方向(垂直方向)的強(qiáng)度分布圖，可看出在光波導(dǎo)出口處激光在在快軸方向(垂直方向)的強(qiáng)度分布均勻。圖4為本發(fā)明實(shí)施例光波導(dǎo)出口處激光在慢軸方向(水平方向)的強(qiáng)度分布圖，可看出激光在慢軸方向(水平方向)的強(qiáng)度分布均勻。如圖5所示，參照右側(cè)的強(qiáng)度標(biāo)尺，本發(fā)明實(shí)施例光波導(dǎo)出口處光斑圖(左側(cè)圖)可直觀的反映光斑的尺寸以及均勻性。
權(quán)利要求
1.一種多波長(zhǎng)高功率半導(dǎo)體激光器光源系統(tǒng)，其特征在于包括光波導(dǎo)和多個(gè)半導(dǎo)體激光器，所述的多個(gè)半導(dǎo)體激光器為集中排布的輸出波長(zhǎng)不同的多個(gè)半導(dǎo)體激光器，所述的光波導(dǎo)固定連接在多個(gè)半導(dǎo)體激光器的發(fā)光面前端用于將多個(gè)半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光光束進(jìn)行全反射后輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長(zhǎng)高功率半導(dǎo)體激光器光源系統(tǒng)，其特征在于所述多個(gè)半導(dǎo)體激光器之間采用并聯(lián)或者串聯(lián)的電連接方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長(zhǎng)高功率半導(dǎo)體激光器光源系統(tǒng)，其特征在于所述的半導(dǎo)體激光器為單管、巴條或疊陣形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長(zhǎng)高功率半導(dǎo)體激光器光源系統(tǒng)，其特征在于所述的光波導(dǎo)是透明棒狀體，該透明棒狀體內(nèi)部為空心或者實(shí)心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長(zhǎng)高功率半導(dǎo)體激光器光源系統(tǒng)，其特征在于所述的光波導(dǎo)是金屬棒狀體，該金屬棒狀體內(nèi)部為空心。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長(zhǎng)高功率半導(dǎo)體激光器光源系統(tǒng)，其特征在于所述的光波導(dǎo)的橫截面為矩形或者圓形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一所述的多波長(zhǎng)高功率半導(dǎo)體激光器光源系統(tǒng)，其特征在于 光波導(dǎo)的輸入端為外凸型，外凸面的曲率半徑大于光波導(dǎo)輸入端短邊長(zhǎng)值的1/2。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多波長(zhǎng)高功率半導(dǎo)體激光器光源系統(tǒng)，包括集中排布的多個(gè)輸出波長(zhǎng)不同的半導(dǎo)體激光器，這些半導(dǎo)體激光器的發(fā)光面前端密封固定連接有能夠?qū)⒓す夤馐M(jìn)行全反射后輸出的光波導(dǎo)。本發(fā)明是將多個(gè)半導(dǎo)體激光器激光通過光波導(dǎo)進(jìn)行全反射后射出，每個(gè)半導(dǎo)體激光器可單獨(dú)控制，每個(gè)激光器的波長(zhǎng)不相同，實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)輸出后具有良好的均勻性；工藝實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，光學(xué)元器件耐高低溫，耐振動(dòng)沖擊方面的能力大大提高，更加可靠。
文檔編號(hào)H01S5/06GK102324698SQ20111028363
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者劉興勝, 宗恒軍, 楊凱 申請(qǐng)人:西安炬光科技有限公司