一種基于高功率半導體激光器的醫療裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及一種半導體激光器醫療裝置。
【背景技術】
[0002]目前，基于半導體激光器的醫療裝置一般主要由光源、光學系統、水循環系統以及制冷系統等組成，如圖1所示。
[0003]現有的產品的光源部分大多采用小功率或中等功率的半導體激光器疊陣，在QCW治療模式下，需要較大的脈沖寬度才能達到治療所必須的能量密度，才能起到治療的效果，這樣由于脈沖寬度較大，治療起來用戶會感到明顯的疼痛感，甚至燙傷等現象。而之所以很少見到采用高功率半導體激光器疊陣作光源部分，除了成本因素外，更重要的是出于對產品的體積和重量方面的考慮。
[0004]首先，目前產品的水循環系統和制冷系統的結構設計存在制冷路徑和散熱路徑過長的問題。
[0005]其次，目前產品的光學系統大多米用一根光波導、光波導加窗口玻璃或者兩段光波導的形式，這樣雖然也能實現均勻光斑輸出的目的，但是往往為了實現均勻光斑而不得不加長光波導的長度，使產品的體積和重量增加。這樣在治療時會對治療人員造成一定困難，長時間拿取重物會造成手部酸脹，會影響治療效果，同時體積過大也會造成操作困難等因素。
[0006]另外，現有的產品的光源部分大多是裸露的，外界的因素對于激光器來說影響非常大，比如灰塵等，而且產品自身的結露現象也會對激光器造成嚴重的影響。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型提出一種基于高功率半導體激光器的醫療裝置，大大減小了產品的體積和重量，并保證高功率下的穩定工作。
[0008]本實用新型的技術方案如下:
[0009]—種基于高功率半導體激光器的醫療裝置，包括半導體激光器疊陣、光學整形系統、光波導、光波導固定件、TEC和通水結構件，所述光波導固定件沿光軸方向緊貼光波導的側壁，并在光波導的后方外圍形成徑向延展的固定板，作為光波導固定件的后端面;所述通水結構件整體沿光軸方向具有中心貫通的腔室，循環水通道設置于通水結構件本體的內部；
[0010]所述通水結構件沿光軸方向劃分為前部和后部，其中通水結構件后部的腔室容置固定所述半導體激光器疊陣;通水結構件前部的腔室在徑向上對所述光學整形系統中的一片透鏡形成限位，在該透鏡的前端面或后端面平行設置有透鏡壓板，透鏡壓板對應于透鏡通光的區域為空或為透明材質，透鏡壓板配合相應的密封件密封所述透鏡與通水結構件之間的縫隙；所述TEC的冷端、熱端分別與光波導固定件后端面、通水結構件前端面貼合并安裝固定。
[0011]在以上方案的基礎上，本實用新型還在結構上作了以下重要優化:
[0012]光學整形系統包括沿半導體激光器疊陣出光方向依次設置的D型透鏡組、平凸柱面鏡以及平凹柱面鏡，其中D型透鏡組由若干個D型透鏡組成，分別安裝于半導體激光器疊陣的每一行發光單元前端;平凸柱面鏡即被通水結構件前部的腔室在徑向上限位;平凹柱面鏡位于光波導的后端面，并在徑向上被光波導固定件限位固定。
[0013]半導體激光器疊陣的前端面分為發光區和非發光區，其中發光區位于中部，非發光區處于發光區的外圍;通水結構件前部的腔室的徑向尺寸小于通水結構件后部的腔室的徑向尺寸，使得半導體激光器疊陣的非發光區在軸向上被通水結構件前部的腔室限位。
[0014]通水結構件本體的前部相對于后部具有徑向延展的固定板，循環水通道經過通水結構件本體的前部及其徑向延展的固定板;該固定板與所述光波導固定件的固定板相適配，并在兩者之間連接固定TEC。
[0015]光波導固定件分為兩個相同的組件，從兩側對光波導夾持固定；所述TEC共有兩片，分別與這兩個組件的后端面適配安裝。
[0016]光波導為四棱臺的形式，光波導固定件緊貼四棱臺的對稱的兩個側面。
[0017]光波導固定件、TEC以及通水結構件通過螺釘依次連接固定。
[0018]透鏡壓板的前端面與光波導固定件后端面之間具有間隙，透鏡壓板的后端面與通水結構件前端面相接觸(可以完全覆蓋光波導固定件后端面、通水結構件前端面，使得三者外緣平齊;也可以部分覆蓋，即透鏡壓板的尺寸略小一些，可在通水結構件前端面設置相應的臺階作為透鏡壓板的固定位置，也相當于透鏡壓板位于通水結構件前部的腔室)；透鏡的前端面與通水結構件前端面平齊，透鏡壓板上對應于透鏡前端面邊緣的位置設置有密封圈凹槽，配合安裝的密封圈密封所述透鏡與通水結構件之間的縫隙。
[0019]對TEC的安裝結構作相應的限位，具體有以下幾種優選的方式:
[0020]1、透鏡壓板上光波導固定件后端面與通水結構件前端面之間的區域設置有貫通的TEC限位槽(透鏡壓板完全覆蓋通水結構件前端面)；
[0021]2、在通水結構件前端面設置TEC限位凹槽；
[0022]3、在光波導固定件后端面設置TEC限位凹槽；
[0023]4、在通水結構件前端面和光波導固定件后端面均設置TEC限位凹槽，共同對TEC形成限位。
[0024]光波導的前端與光波導固定件的前端平齊，或者光波導的前端和光波導固定件的前端整體構成凸臺結構。
[0025]本實用新型具有以下優點:
[0026](I)光學系統中的其中一面透鏡(例如平凸柱面鏡)與通水結構件的前部配合密封圈共同形成了一個半包圍的密封結構，有效預防了灰塵、顆粒、結露等現象對激光器所產生的影響，平凸柱面鏡在此結構中不僅起到光束整形的作用同時還起到結構件的作用保護激光器;通水結構件在此系統中不僅起到為激光器、TEC提供散熱的同時也保護了激光器，既節省了空間又合理利用了資源，使得整個產品的體積小、重量輕。
[0027](2)設計透鏡壓板，既可以鑲嵌密封圈又可以為TEC提供限位和保護作用，合理利用了資源和空間。
[0028](3)采用三段式復合光學系統，有效的進行了光束整形的同時成功實現了均勻光斑的輸出，并且此設計有效的縮短了產品的體積，減少了產品重量。
[0029](4)基于本實用新型的結構設計，能夠采用大功率半導體激光器作為光源，這樣使用很小的脈沖寬度實現很高的能量密度，能夠提高治療時的能量密度，并且減少由于脈沖寬度過大而產生的疼痛感。
[0030](5)采用兩片大功率TEC雙側制冷，可以有效的縮短制冷路徑并且提高制冷效率和制冷效果。
[0031](6)使用兩個光波導固定板夾持光波導的方式，給整個光波導進行制冷這樣可以有效增加治療時的制冷面積，并且增加了產品的熱容，使外界溫度變化不會對產品造成太大的影響，使產品可以長時間的保持高效的制冷狀態。
[0032](7)產品的前端部分可以拆換，從而能夠改變光斑尺寸，具有很好的產品系列拓展性。
[0033](8)采用大光斑方式進行能量輸出，增加了單次治療的面積，并且可以快速連續的進行治療，提尚了治療效率。
[0034](9)將光波導作為導光介質和與外界接觸的唯一窗口，選用藍寶石材質具有機械強度強、折射率高、熱傳導性能好的特點。
【附圖說明】
[0035]圖1為傳統方案的示意圖。圖中:1_光源;2-光學系統;3-水循環系統;4-制冷系統。
[0036]圖2、圖3為本實用新型的三段式復合光學系統的示意圖，其中圖2為主視圖，圖3為俯視圖。圖中，
[0037]圖4、圖5為本實用新型的內部組裝結構示意圖，其中圖4為主視圖，圖5為俯視圖。
[0038]圖6為通水結構件的示意圖。
[0039]圖7為本實用新型的整機安裝的三部分結構示意圖。
[0040]圖8為透鏡壓板的主視圖(主要體現了透鏡壓板上留出的TEC安裝槽和快軸鏡位置)。
[0041 ]圖9為產品的線路連接示意圖。
[0042]圖2-圖9中的標號說明:
[0043]1-前端模塊；11-光波導；12-平凹柱面鏡；13-光波導左固定板；14-光波導右固定板；
[0044]2-TEC；
[0045]3-后端模塊;31-通水結構件;32-平凸柱面鏡;33-D型透鏡;34-激光器;35-快軸鏡壓板;3501-(設置于快軸鏡壓板上的)貫通的TEC限位槽;36-密封圈；37-快速接頭;38-進水口； 39-出水口。
【具體實施方式】
[0046]—、光源
[0047]本實用