一種醫療用高功率半導體激光器系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于半導體激光器應用領域，涉及醫療用的高功率半導體激光器系統。
【背景技術】
[0002]激光醫療作為激光應用的一個重要領域，發展非常迅速，逐步走向成熟。半導體激光器因具有體積小、重量輕、壽命長、功耗低、波長覆蓋廣的特點，特別適用于醫療設備的制造。
[0003]在醫學美容領域，激光的主要應用之一就是激光脫毛，中國專利授權公告號為CN1452465公開了日本雅芒有限公司實用新型的激光脫毛裝置。該裝置采用輸出功率5mW-1500mW，波長600nm-1600nm的半導體激光器進行脫毛。因為系統輸出功率低，光斑尺寸小，所以脫毛效率非常低。
[0004]中國專利CN102973316A公開了一種用于醫療美容的半導體激光器系統，此種裝置脫毛效率高，皮膚制冷效果好，治療痛感低。但是在使用中光波導入光處溫度高，出光處通過制冷溫度低，導致光波導兩端溫差較大，長期使用中存在結露現象，影響了系統的可靠性。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于克服上述【背景技術】的缺點，提供一種醫療用高功率半導體激光器系統，克服了使用時產生的結露問題，并優化了光斑質量。
[0006]具體的技術方案為:
[0007]—種用于醫療的高功率半導體激光器系統包括
[0008]半導體激光器陣列、位于半導體激光器陣列發光面前端的光波導、位于光波導出光口端的凸臺形的透明的接觸窗、用以對接觸窗進行傳導冷卻的制冷塊，以及水箱。所述的水箱上方設置凹槽，可以使光波導嵌入凹槽中且與凹槽壁緊密接觸，水箱內部設置有通水槽。
[0009]所述制冷塊分為基底部和位于基底部上方的中空型頭部，該中空型頭部的前部將接觸窗的側壁整體貼合扣緊;光波導出光口端位于中空型頭部的空腔。
[0010]所述的用于醫療的高功率半導體激光器系統還包括通水塊，通水塊設置于半導體激光器陣列的下方，通水塊上設置有進水管和出水管，進水管、出水管與水箱的通水槽連通。半導體激光器工作時，循環冷卻水從進水管流入，先對半導體激光器陣列制冷，經過水箱的通水槽后，最終從通水塊的出水管流出。
[0011]所述的水箱下方設置熱電半導體制冷器(TEC)，TEC的熱面與水箱下表面貼合，TEC的冷面與制冷塊的基底部貼合，用于給制冷塊制冷。
[0012]半導體激光器工作時，水箱中的循環冷卻水能夠很好的為底部TEC的熱面散熱，使與TEC冷面緊貼的制冷塊基底部能夠保持良好的制冷效果，通過制冷塊的傳導，最終使接觸窗冷卻，在治療時能夠減少疼痛感;另一方面，吸收了半導體激光器熱量和TEC熱量的循環冷卻水可以對光波導加熱，降低了光波導的溫差，有效防止了結露現象。
[0013]所述的半導體激光器陣列為一個半導體激光器疊陣或者至少2個半導體激光器疊陣的組合，上述至少2個半導體激光器疊陣平行排列使其具有相互平行的光軸。
[0014]通常半導體激光器陣列中巴條快軸方向的快軸發散角為30?40度，慢軸發散角為5?10度;使用光波導傳輸激光，限制光束發散，光束在光波導內通過多次反射，最終出射的光斑被勻化，因此得到均勻光斑。
[0015]本實用新型具有以下優點:
[0016]1.本實用新型的高功率半導體激光器系統有效的預防結露現象，水箱中的恒溫循環冷卻水吸收了 TEC的熱量和半導體激光器的熱量，使與其緊貼的光波導后端能夠保持一個較高的溫度，這樣可以縮小與激光器之間的溫度差，在最大程度上預防了結露現象的產生。
[0017]2.合理利用資源:循環冷卻水不但為光波導加熱，同時為TEC散熱，在同一半導體激光器系統中在最大程度上合理利用資源，避免浪費，同時使用一根光波導就實現了傳導光的目的，打破了傳統的光波導加窗片的形式，降低了成本，減少光損失的同時又保證了光斑的均勻性。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的醫療用高功率半導體激光器系統的示意圖。
[0019]圖2為本實用新型的實施例。
[0020]圖3為本實用新型的水箱結構示意圖。
[0021]圖4為水箱水路示意圖。
[0022]附圖標號說明:I為半導體激光器陣列，2為光波導，3為水箱，4為制冷塊的中空型頭部，5為制冷塊的基底部，6為接觸窗，7為熱電半導體制冷器，8為通水塊，9為進水管，10為出水管，11為水箱的通水槽，12為通水槽內水流方向。
【具體實施方式】
[0023]圖1為本實用新型的醫療用高功率半導體激光器系統的示意圖，包括半導體激光器陣列1、位于半導體激光器陣列發光面前端的光波導2、位于光波導出光口端的凸臺形的透明的接觸窗6、用以對接觸窗進行傳導冷卻的制冷塊，以及水箱3。
[0024]結合圖2的實施例和圖3的水箱結構示意圖，上述水箱3上方設置凹槽，可以使光波導2嵌入凹槽中且與凹槽壁緊密接觸，水箱內部設置有通水槽11。
[0025]所述制冷塊分為基底部5和位于基底部上方的中空型頭部4，該中空型頭部的前部將接觸窗的側壁整體貼合扣緊;光波導2出光口端位于中空型頭部4的空腔。
[0026]所述的用于醫療的高功率半導體激光器系統還包括通水塊8，通水塊8設置于半導體激光器陣列I的下方，通水塊8上設置有進水管9和出水管1。
[0027]圖4為上述實施例的水箱水路的示意圖，半導體激光器工作時，循環冷卻水從進水管9流入，先對半導體激光器陣列I制冷，經過水箱3的通水槽11后，最終從通水塊8的出水管10流出。圖1中的虛線為冷卻水的制冷路徑。
[0028]所述的水箱3下方設置熱電半導體制冷器7(TEC)，TEC7的熱面與水箱3下表面貼合，TEC的冷面與制冷塊的基底部5貼合，用于給制冷塊制冷。
[0029]半導體激光器工作時，水箱3中的循環冷卻水能夠很好的為底部TEC7的熱面散熱，使與TEC7冷面緊貼的制冷塊基底部5能夠保持良好的制冷效果，通過制冷塊的傳導，最終使接觸窗6冷卻，在治療時能夠減少疼痛感;另一方面，吸收了半導體激光器熱量和TEC熱量的循環冷卻水可以對光波導加熱，降低了光波導的溫差，有效防止了結露現象。
[0030]所述的半導體激光器陣列I為一個半導體激光器疊陣或者至少2個半導體激光器疊陣的組合，上述至少2個半導體激光器疊陣平行排列使其具有相互平行的光軸。
【主權項】
1.一種醫療用高功率半導體激光器系統，其特征在于:包括半導體激光器陣列、位于半導體激光器陣列發光面前端的光波導、位于光波導出光口端的凸臺形的透明的接觸窗、用以對接觸窗進行傳導冷卻的制冷塊，以及水箱;所述的水箱上方設置凹槽，可以使光波導嵌入凹槽中且與凹槽壁緊密接觸，水箱內部設置有通水槽。2.根據權利要求1所述的一種醫療用高功率半導體激光器系統，其特征在于:所述制冷塊分為基底部和位于基底部上方的中空型頭部，該中空型頭部的前部將接觸窗的側壁整體貼合扣緊;光波導出光口端位于中空型頭部的空腔。3.根據權利要求2所述的一種醫療用高功率半導體激光器系統，其特征在于:所述的水箱下方設置熱電半導體制冷器，熱電半導體制冷器的熱面與水箱下表面貼合，熱電半導體制冷器的冷面與制冷塊的基底部貼合，用于給制冷塊制冷。4.根據權利要求1所述的一種醫療用高功率半導體激光器系統，其特征在于:還包括通水塊，通水塊設置于半導體激光器陣列的下方，通水塊上設置有進水管和出水管，進水管、出水管與水箱的通水槽連通。5.根據權利要求1所述的一種醫療用高功率半導體激光器系統，其特征在于:所述的半導體激光器陣列為一個半導體激光器疊陣或者至少2個半導體激光器疊陣的組合，上述至少2個半導體激光器疊陣平行排列使其具有相互平行的光軸。
【專利摘要】本實用新型提出了一種醫療用的高功率半導體激光器系統，包括半導體激光器陣列、位于半導體激光器陣列發光面前端的光波導、位于光波導出光口端的凸臺形的透明的接觸窗、用以對接觸窗進行傳導冷卻的制冷塊，以及水箱。本方案中的水箱可以使與其緊貼的光波導后端能夠保持一個較高的溫度，縮小與激光器之間的溫度差，在最大程度上預防了結露現象的產生，此外，水箱中的循環冷卻水不但為光波導加熱，同時給TEC散熱，在同一半導體激光器系統中實現了資源的充分利用。
【IPC分類】A61B18/22
【公開號】CN205198136
【申請號】CN201520986162
【發明人】關鵬, 蔡磊, 鄭艷芳, 李英杰, 戴曄, 劉興勝
【申請人】西安炬光科技股份有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月3日