一種1.9微米大功率前列腺激光治療儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域。更具體地說，本實用新型涉及一種1.9微米大功率前列腺激光治療儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著老齡化社會的進程，良性前列腺增生癥(benign prostatic hyperplasia，BPH)患者日益增多，且其發(fā)病率隨著年齡的增長逐漸增加。據(jù)北京大學(xué)泌尿外科研宄所報告顯示，BPH發(fā)病率在61-70歲的男性中達50%，71-80歲男性中達57.1 %，81-90歲更高達83.3%。目前，經(jīng)尿道前列腺電切術(shù)仍被認(rèn)為是微創(chuàng)治療BPH的金標(biāo)準(zhǔn)，但其術(shù)后易出現(xiàn)出血、電切綜合征等嚴(yán)重并發(fā)癥。2 μπι激光系統(tǒng)由于其波長與水對激光的最大吸收峰1.94um非常接近，其對水的吸收率是鈥激光的近4倍，因此激光能量可充分被組織中的水分吸收，形成局部高峰值能量，組織可瞬間被汽化、切割。且2um激光連續(xù)波工作模式優(yōu)于鈥激光的脈沖波工作模式，平順的汽化+切割使去除組織后的創(chuàng)面平滑，故而被認(rèn)為是最理想的前列腺治療波段。
[0003]其中，摻銩光纖激光器可輸出1.65?2.1um波長的激光，是所有稀土離子中最寬的，其相對固體激光器而言，具有結(jié)構(gòu)簡單、效率高、散熱特性好、窄線寬、輸出激光光束質(zhì)量高等優(yōu)點，因而高峰值功率脈沖輸出的銩光纖激光器近幾年得到了廣泛的研宄。但2 μπι附近的摻銩光纖激光器對組織進行切割、氣化等手術(shù)需要較大的脈沖能量，其激光功率主要由摻銩的纖芯提供。但隨著摻銩增益光纖內(nèi)抽運光功率密度的顯著加強，會出現(xiàn)嚴(yán)重的熱效應(yīng)，引起熱致雙折射、相位畸變、熱聚焦、熱透鏡等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響激光的輸出功率和光束質(zhì)量。隨著抽運功率的增大，激光介質(zhì)的熱效應(yīng)會越來越顯著，甚至?xí)蔀橄拗萍す馄餍阅芴岣叩囊粋€致命因素。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
[0005]本實用新型還有一個目的是提供一種1.9微米大功率前列腺激光治療儀，其能夠?qū)崿F(xiàn)窄脈寬、高峰值功率的1.9um輸出激光，同時能夠針對不同運行功率進行不同方式的補償，解決摻銩光纖激光器為了增加功率而出現(xiàn)效率下降及光束質(zhì)量變差等問題，從而提高大大提高激光器的光光效率，優(yōu)化了光束質(zhì)量。
[0006]為了實現(xiàn)根據(jù)本實用新型的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種1.9微米大功率前列腺激光治療儀，其特征在于，其激光光路上依次設(shè)置有:全反鏡，其表面鍍有1940nm的全反膜；傳動補償裝置，其包括1/4波片、法拉第旋轉(zhuǎn)器及傳動裝置；第一光纖耦合透鏡；增益光纖，其包括均勻摻雜有銩的纖芯、內(nèi)包層、外包層及增強涂覆層，所述第一光纖耦合透鏡的焦點位于所述增益光纖的首端面處；保偏包層功率剝離器，其包覆于所述增益光纖的尾端；第二光線耦合透鏡，其焦點位于所述增益光纖的尾端面處；電光調(diào)Q裝置，其包括起偏器及電光調(diào)Q晶體，用以輸出激光巨脈波；第三光纖耦合透鏡；以及光纖光柵，其反射中心的波長為1940nm，所述第三光纖耦合透鏡的焦點位于所述光纖光柵的左端面；
[0007]其中，增益光纖的首端還依次熔接有泵浦光纖合束器、泵浦源，所述泵浦光纖合束器有利于高功率的泵浦光耦合進入增益光纖，減少器件產(chǎn)生的熱量，從而可以完成大功率的泵浦。所述泵浦源采用輸出波長為798nm的半導(dǎo)體激光陣列，用以激發(fā)所述增益光纖發(fā)出1940nm的光；
[0008]其中，所述傳動補償裝置還連接有功率檢測裝置，所述功率檢測裝置用以檢測激光的輸出功率。
[0009]優(yōu)選的是，其中，所述1/4波片的中心波長為1940nm，其取向與所述起偏器的起偏方向一致，被補償?shù)耐似珦p耗分量偏振光通過多次往返通過1/4波片后，大部分能量可以被轉(zhuǎn)換成在主路中振蕩的偏振光并成為有效激光輸出，提高2um激光輸出效率，優(yōu)化光束質(zhì)量。
[0010]優(yōu)選的是，其中，所述法拉第旋轉(zhuǎn)器的中心波長為1940nm，其通過外磁場作用強制使光的偏振面發(fā)生改變，提高2um激光輸出效率，優(yōu)化光束質(zhì)量。
[0011 ] 優(yōu)選的是，其中，所述傳動裝置一端連接所述1/4波片，另一端連接所述法拉第旋轉(zhuǎn)器，所述傳動裝置可將所述1/4波片移出激光光路，同時將所述法拉第旋轉(zhuǎn)器移入激光光路，所述傳動裝置還可以將所述法拉第旋轉(zhuǎn)器移出激光光路，同時將所述1/4波片移入激光光路。
[0012]由于1/4波片對熱退偏的補償，屬于非完全補償，在激光輸出功率不太大的情況下補償效果良好，激光功率提升明顯，但在隨著激光功率增大，其提升效果逐漸減弱。而法拉第旋轉(zhuǎn)器對熱退偏的補償，屬于完全補償，不過受制于目前2 μ m波段法拉第旋轉(zhuǎn)器的材料特性，其透過率較低，故其在較低功率下補償效果并不明顯，但在激光功率漸漸提升的過程中，其補償效果逐漸提升。在激光功率由小變大的過程中有一個臨界功率點，不同的激光參數(shù)下該臨界功率點不同，可通過分別對1/4波片和法拉第旋轉(zhuǎn)器對熱退偏的補償效果進行測定，兩者補償效果一致的功率點即為臨界功率點。所述功率檢測裝置檢測激光輸出功率并作出判斷，當(dāng)輸出功率低于臨界功率點時，控制傳動裝置將1/4波片移入光路中，當(dāng)輸出功率高于臨界功率點時，控制傳動裝置將法拉第旋轉(zhuǎn)器移入光路中。其中所述對熱退偏的補償效果是指光路中放入補償器件前后，激光輸出功率提升的程度。
[0013]優(yōu)選的是，其中，所述銩的摻雜濃度為4X 124?6 X 10 24m_3，其中m 3是粒子數(shù)密度又稱體積粒子數(shù)，經(jīng)798nm波長的泵浦光照射后，基態(tài)3H6上的銩離子躍迀到3!14能級上，當(dāng)銩離子的濃度達到一定高度時，臨近銩離子之間可能會發(fā)生交叉弛豫(3H4— 3F4^3H6- 3F4),一個泵浦源光子可以將兩個銩離子激發(fā)到卞4級，最后％級上的銩離子躍迀到基態(tài)發(fā)出2um左右的光子。交叉弛豫現(xiàn)象可以實現(xiàn)激光器閾值的降低和激光器增益因子的增加，有效提高激光器的效率。銩離子的增加可以增強此交叉弛豫現(xiàn)象，但銩離子過高又會導(dǎo)致離子團簇的出現(xiàn)，本實用新型增益光纖中摻雜4X 124?6X 10 24m_3的銩可得到較高的激光效率。
[0014]優(yōu)選的是，其中，所述起偏器為格蘭棱鏡、具有二向色性晶體或呈布魯斯特角放置的白寶石鏡片堆中的一種，用以獲得偏振光。所述電光調(diào)Q晶體為高摻鎂鈮酸鋰晶體或硅酸鎵鑭晶體中的一種。
[0015]優(yōu)選的是，其中，所述高摻鎂鈮酸鋰晶體中氧化鎂的摻雜濃度為5.1重量％，可以使鈮酸鋰晶體抗光損傷閾值大大提高，可達200MW/cm2以上，同時也避免了過高的氧化鎂濃度導(dǎo)致的透光率下降。
[0016]優(yōu)選的是，其中，所述保偏包層功率剝離器對所述內(nèi)包層中傳輸光的衰減度為20?30db，消光比大于18db，從而去除包層內(nèi)殘留的泵浦光和從纖芯泄露到內(nèi)包層中傳輸?shù)腁SE，減小對后續(xù)器件的損傷。
[0017]所述光纖光柵反射中心的波長為1940nm，所述光纖光柵在1940±60nm范圍內(nèi)的透射率為20?40%，所述光纖光柵的反射帶寬為0.5nm，所述光纖光柵和全反鏡構(gòu)成諧振腔，通過調(diào)節(jié)光纖光柵對1940nm激光的透射率，可形成對激光束的反饋和獲得激光輸出，從而獲得最優(yōu)的輸出功率。
[0018]本實用新型至少包括以下有益效果:
[0019](I)本實用新型由于具有特殊的熱退偏補償裝置，通過將