一種摻釹釔鋁石榴石雙波長激光輸出醫療器械的制作方法

本發明屬于激光醫療器械技術領域，具體涉及調q摻釹釔鋁石榴石倍頻雙波長激光輸出醫療器械。

背景技術：

目前國內外市場調q摻釹釔鋁石榴石倍頻雙波長激光輸出醫療器械，均為1064納米波長和532納米波長分別切換輸出。各廠商采用的波長切換技術各不相同，都存在不同的缺陷，具體說明如下：

（一)、采用導軌平移運動方式切換激光輸出波長。這種設計結構復雜，造價極其昂貴，加工精度要求高。長期頻繁使用存在以下缺陷：1、長達數10年以上的使用，導軌材料的形變，會導致降低導軌精度，影響激光的倍頻效率。2、導軌長期相互摩擦運動，會增加導軌配合間隙，從而降低導軌精度，影響激光的倍頻效率。3、導軌的往復運動是靠螺旋與螺紋牙面旋合實現回轉運動與直線運動轉換的機械傳動，這要求具有較高的傳動精度才能保證導軌的運動精度。由于螺桿與螺母長期相互摩擦運動，造成螺桿與螺母間隙，同樣也會降低導軌的運動精度影響激光的倍頻效率。4、加工工藝及其復雜。導軌配合面的研磨、螺桿與螺母配合的研磨、螺桿與螺母之間間隙的調整、裝配精度的調整，都需要花費大量的經費，導致造價極其昂貴。

(二)、采用固定倍頻晶體旋轉一對反射鏡的運動方式，切換激光輸出波長，存在以下缺陷：

1、這種結構采用了三個反射鏡，一個濾光鏡，一個調整架，構成了復雜的反射激光光路的結構。三個反射鏡和一個濾光鏡分別固定安裝在設有四頂四拉的調整機構反射鏡座上。三個反射鏡和一個濾光鏡與激光呈45度安裝，當1號和4號反射鏡旋轉一定的角度避開了原1064納米激光光路，使其直接輸出。

2、原1064納米激光通過1號反射鏡呈90度反射后，輻射到2號反射鏡上，經2號反射鏡的反射，呈90度反射后，輻射到倍頻晶體上，通過倍頻晶體后產生了1064納米532納米混頻激光，輻射到3號濾光鏡上（3號濾光鏡鍍45度1064納米增透532納米全反射膜）。倍頻后剩余1064納米激光直接通過3號濾光鏡輻射出去，532納米激光呈90度反射后輻射到4號反射鏡上，經4號反射鏡反射，呈90度輻射出去。

3、這種設計結構制造工藝復雜，導致造價昂貴，長期使用會產生光路偏移。

4、這種光路的調整極其復雜，每一塊鏡片都要調整上下左右的俯仰角度，才能保證激光光路的要求。

由于倍頻晶體的性質所決定，倍頻效率都小于50%，所以原1064納米激光通過倍頻晶體后產生了1064納米和532納米兩個波長的激光混合頻率輸出。通過濾光鏡，過濾反射掉了倍頻后剩余的1064納米激光，獲得了純532納米激光輸出。那么過濾反射掉的1064納米激光仍然有很強的輻射能量，怎么消除這些無用的輻射激光能量，對各廠商都是一個難題。

有的廠商直接將過濾反射掉的1064納米激光輻射在光學平臺上或導軌上，造成激光輻射在光學平臺或導軌上產生飛濺的微小顆粒污染整個激光器，從而降低激光器的使用壽命。比如1064納米激光在工業加工上，可直接對金屬材料進行打孔，雕刻，切割。雖然倍頻后剩余的1064納米激光功率較小，但破壞能量可造成1微米～100微米的微小顆粒的產生，向四處飛濺污染激光器。

技術實現要素：

為了克服現有技術存在的缺陷，本發明提供一種摻釹釔鋁石榴石雙波長激光輸出醫療器械。

一種摻釹釔鋁石榴石雙波長激光輸出醫療器械包括減速器電機19、旋轉臂1、倍頻晶體機構、濾光機構、吸收機構、限位機構和底板15；

所述倍頻晶體機構包括倍頻晶體3；所述倍頻晶體3設于旋轉臂1一側上部的安裝孔內，旋轉臂1另一側通過轉軸14設于底板15的一側面上，轉軸14穿過底板15連接著減速器電機19的輸出端；

所述濾光機構包括濾光鏡座6和45度濾光鏡8，45度濾光鏡8通過濾光鏡座6設于旋轉臂1上，倍頻晶體3和45度濾光鏡8在同一水平光路上；

所述吸收機構包括同軸的45度反射鏡12、吸收池9和反射體10，所述45度反射鏡12設于吸收池9的一端內，反射體10設于吸收池9的另一端內；吸收機構位于底板15的一側；所述限位機構包括凸輪13和一對限位開關，所述凸輪13設于轉軸14的下部，且位于一對限位開關之間，所述一對限位開關設于凸輪13兩側的底板15上；

當原1064納米激光a通過倍頻晶體3，形成雙波長1064納米和532納米混頻激光b輸出；在45度濾光鏡8作用下，過濾掉了倍頻后剩余1064納米激光d，獲得純532納米倍頻激光c輸出；倍頻后剩余1064納米激光d被45度濾光鏡8呈90度角反射，反射到45度反射鏡12上，再經90度反射，輻射進入吸收池9一端設置的反射體10上，形成一種擴束環狀大面積的傘形光，在吸收池9內，倍頻后剩余1064納米激光d逐漸被完全衰減吸收，無任何激光反射回到原輻射的光路上。

進一步限定的技術方案如下：

所述減速器電機19的型號為21k6rgn-c,6，工作電壓為22o伏特、功率6瓦特、減速器電機輸出每分鐘6轉。

所述凸輪13為半圓形凸輪；所述限位開關為鉸鏈擺桿型限位開關，型號為rv-162-1c25。

所述倍頻晶體3固定設于管狀的固定座4內形成一個整體，固定座4通過螺釘固定設于旋轉臂1一側上部的安裝孔內；固定座4的徑向設有兩個調節孔，用工具插入兩個調節孔轉動固定座4，實現調節固定座4的旋轉方向，獲得原1064納米激光a與倍頻晶體3的偏振方向匹配角。

所述濾光鏡座6為板狀，濾光鏡座6的一端固定設于設于旋轉臂1的一側頂部，另一端為向下彎折45度的彎板，所述45度濾光鏡8設于所述彎板上。

所述吸收池9為管狀；吸收池9一端的內壁為光管，另一端的內壁為螺紋管，所述45度反射鏡12膠合在反射鏡座11的45度斜面上，反射鏡座11設于的光管上，使45度反射鏡12位于管口處，所述反射體10設于吸收池9的螺紋管內。

所述反射體10為圓錐體，反射體10的小直徑端位于吸收池9內，大直徑端位于吸收池9另一端的端口。

所述吸收池9的直徑為16㎜、軸向長度大于35㎜，其中螺紋管的長度為25㎜；所述反射體10的小端直徑小于0.05㎜、大端直徑為10㎜、長度為20㎜。

在旋轉臂1和吸收機構之間的底板15上設有定位機構，定位機構包括定位測微頭座17和定位測微頭18；定位測微頭18通過螺紋安裝在定位測微頭座17上端，通過螺紋調節定位測微頭18的伸縮位置，實現控制了旋轉臂1的位置。

所述倍頻晶體3的通光面鍍1064納米和532納米增透膜；所述45度濾光鏡8的通光面鍍45度1064納米全反射膜和532納米增透膜。

本發明的有益技術效果體現在以下方面：

1、本發明結構合理，光路調試方便，精密度高，長期運行穩定可靠。

2、倍頻晶體固定在倍頻器懸臂中間，通過松緊倍頻器懸臂上的螺釘，可旋轉調整倍頻晶體與激光偏振方向的角度。

3、空心的轉軸與電機軸配合固定，倍頻器懸臂安裝在轉軸上，通過上下兩個o型橡膠圈變形鎖緊空心轉軸，形成摩擦力，帶動倍頻器懸臂的轉動，在測微頭的定位下，控制倍頻器轉動停止的角度，從而控制了倍頻晶體與激光輸出的垂直角度調整。

4、在倍頻器底板四個角設置有四個螺釘孔，底板兩邊中間設置有兩個槽，用螺釘固定倍頻器底板，形成了兩拉四頂的調整機構，可方便的對倍頻晶體與激光輸出光路俯仰角度的調整。

5、倍頻晶體安裝在倍頻器懸臂上，濾光鏡用濾光鏡壓板固定在45度濾光鏡座上，45度濾光鏡座固定在倍頻器懸臂上，使之形成一個聯動的整體，通過電機轉動角度控制，分別切換兩個波長的激光輸出。

6、激光通過倍頻晶體后，形成了1064納米和532納米兩個波長的混頻激光輸出。1064納米激光在45度濾光鏡作用下反射到45度反射鏡上，進入吸收池被吸收。532納米激光通過濾光鏡，輻射出單一波長的532納米激光。

7、倍頻后的1064納米激光在45度濾光鏡作用下呈90度反射，輻射到吸收池45度反射鏡上，再呈90度反射，進入吸收池后，100%被衰減吸收，不產生任何噪聲、粉塵、煙霧，從而提高了激光器的使用壽命，保證了手術治療環境的潔凈。

8、整個波長切換和余光吸收池設計成一小巧精致固定的單元系統，安裝和更換方便。

9、制造工藝簡單，安裝調試方便，定位精度高，長期運行光路不變，成本低廉。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為532納米激光輸出狀態圖。

圖3為1064納米激光輸出立體圖。

圖4為圖2的剖視圖（圖5中的c-c剖視）。

圖5為圖4的a-a剖視圖。

圖6為圖4的b-b剖視圖。

圖7為圖3的俯視圖。

圖8為圖2的俯視圖。

圖9為旋轉機構的分解圖。

圖10為旋轉臂立體圖。

圖11為圖10的后視立體圖。

圖12為定位測微機構結構示意圖。

圖13為45度濾光鏡座結構示意圖。

圖14為45度反射鏡座結構示意圖。

圖15為吸收池和反射體結構示意圖。

上圖中序號：旋轉臂1、壓環2、倍頻晶體3、固定座4、壓帽5、濾光鏡座6、濾光鏡壓板7、45度濾光鏡8、吸收池9、反射體10、反射鏡座11、45度反射鏡12、凸輪13、轉軸14、底板15、限位桿16、定位測微頭座17、定位測微頭18、減速器電機19、第一o型橡膠圈20、第二o型橡膠圈21、第一螺釘22、第二螺釘23、第三螺釘24、第四螺釘25、第五螺釘26、第六螺釘27、第一限位開關28、第二限位開關29、原1064納米激光a、混頻激光b、532納米倍頻激光c、倍頻后剩余1064納米激光d。

具體實施方式

下面結合附圖，通過實施例對本發明作進一步地說明。

實施例1

參見圖1、圖2和圖3，一種摻釹釔鋁石榴石雙波長激光輸出醫療器械包括減速器電機19、旋轉臂1、倍頻晶體機構、濾光機構、吸收機構、定位機構和底板15。

參見圖10和圖11倍頻晶體機構包括倍頻晶體3和管狀的固定座4。參見圖6，用703硅膠將倍頻晶體3固定在管狀的固定座4內形成一個整體，固定座4通過螺釘固定安裝于旋轉臂1一側上部的安裝孔內。固定座4徑向開設有兩個調節孔，用尖嘴鑷子插入兩個調節孔便內可調節固定座4的旋轉方向，獲得原1064納米激光a與倍頻晶體3的偏振方向匹配角。如圖4所示，壓環2通過螺紋連接著旋轉臂1，用于壓緊固定座4，使其成一聯動整體。

參見圖2和圖9，旋轉臂1另一側通過轉軸14安裝于底板15的一側面上，轉軸14穿過底板15連接著減速器電機19的輸出端。減速器電機19的型號為21k6rgn-c,6，工作電壓為22o伏特、功率6瓦特、減速器電機輸出每分鐘6轉。

參見圖6，第一o形橡膠圈20安裝在轉軸14的軸臺與旋轉臂1下端內孔臺之間，旋轉臂1安裝轉軸14上，與轉軸14精密滑動配合。第二o形橡膠圈21安裝在轉軸14上，與旋轉臂1上端內孔臺之間，壓帽5與轉軸14螺紋配合連接，通過調整螺紋的松緊壓迫第一o形橡膠圈20和第二o形橡膠圈21的彈性變形，獲得足夠的摩擦力帶動旋轉臂1的運動。

參見圖2和圖13，濾光機構包括濾光鏡座6和45度濾光鏡8。濾光鏡座6為板狀，濾光鏡座6的一端固定安裝于旋轉臂1的一側頂部，另一端為向下彎折45度的彎板；如圖4、圖7所示，壓板7扣在45度濾光鏡8上，通過四個螺釘固定安裝在彎板上形成一聯動的整體。在減速器電機19的驅動下，旋轉臂1旋轉運動，實現波長切換。

參見圖2、圖4和圖5吸收機構安裝于底板15的一側；吸收機構包括同軸的45度反射鏡12、吸收池9和反射體10。參見圖5、圖14和圖15，吸收池9為管狀，一端的內壁為光管，另一端的內壁為螺紋管；45度反射鏡12膠合在反射鏡座11的45度斜面上，反射鏡座11安裝在吸收池9的光管上，使45度反射鏡12位于管口處，反射體10安裝于吸收池9另一端的螺紋管內。參見圖15，反射體10為圓錐體，反射體10的小直徑端位于吸收池9內，大直徑端位于吸收池9另一端螺紋管的管口處。吸收池9的直徑為16㎜、軸向長度為35㎜，其中螺紋管的長度為25㎜；反射體10的小端直徑小于0.05㎜、大端直徑為10㎜、長度為20㎜。

參見圖8，限位機構包括凸輪13和一對限位開關。參見圖9，凸輪13為半圓形凸輪，過度配合安裝于轉軸14的下部形成一體，且位于一對限位開關之間。限位開關為鉸鏈擺桿型限位開關，型號為rv-162-1c25，一對限位開關由第一限位開關28和第二限位開關29組成，分別安裝于凸輪13兩側的底板15上。參見圖1，第一限位開關28外側的底板15上安裝有限位桿16。

參見圖7，在旋轉臂1和吸收機構之間的底板15上安裝有定位機構，定位機構包括定位測微頭座17和定位測微頭18；定位測微頭座17用螺釘與底板15固定，定位測微頭18安裝在定位測微頭座17上端，旋轉定位測微頭18的尾端轉柄，可通過螺紋調節定位測微頭18的伸縮位置，就控制了旋轉臂1的位置。

本發明的工作原理說明如下：

如圖4所示，原1064納米激光a通過倍頻晶體3，形成雙波長混頻激光b輸出。在45度濾光鏡8作用下，過濾掉了倍頻后剩余1064納米激光d，獲得純532納米倍頻激光c輸出。倍頻后剩余1064納米激光d被45度濾光鏡8呈90度反射。

如圖5所示，倍頻后剩余1064納米激光d輻射到45度反射鏡12上，再經45度反射鏡12呈90度反射，輻射在反射體10上，反射體10把倍頻后剩余1064納米激光d再次反射，形成一種擴束環狀大面積的傘形光，從而降低了激光單位面積上的能量，又繼續輻射在吸收池9內孔中設置的螺紋管上。倍頻后剩余1064納米激光d繼續被環狀的內螺紋擴束漫反射，逐漸被100%完全衰減在吸收池9內，無任何激光反射到原輻射的光路上。

如圖7、圖3所示，旋轉臂1和濾光鏡座6以及45度濾光鏡8、濾光鏡壓板7為一聯動體。轉動90度，原1064納米激光a，沒通過倍頻晶體30和45度濾光鏡8直接輸出原1064納米激光a。

如圖8所示，當旋轉臂1轉動，受到定位測微頭18的定位限制，停止轉動，但減速器電機19的動力大于摩擦力，仍然保持繼續轉動，直到凸輪13接觸到限位開關29后斷電，減速器電機19停止轉動。由于o形圈橡膠20和o形圈橡膠21的彈性摩擦力作用，這樣就一直保持固定了旋轉臂1與定位測微頭18位置，從而保證了倍頻晶體3與原1064納米激光a最佳匹配角，從而保證了532納米倍頻激光c最高效率輸出。

如圖7所示，減速器電機19反向轉動，帶動這一聯動整體旋轉運動。當受到限位桿16的限位控制，旋轉臂1停止轉動，但減速器電機19的動力大于摩擦力，仍然保持繼續旋轉運動，直到凸輪13接觸到限位開關28后斷電，減速器電機19停止轉動，原1064納米激光a直接輸出。

如圖8所示，底板15的四個角上分別安裝有第一螺釘22、第二螺釘23、第三螺釘24、第四螺釘25。調整光路時，底板15通過第五螺釘26和第六螺釘27固定連接著激光器光學平臺，底板15四個角上的第一螺釘22、第二螺釘23、第三螺釘24和第四螺釘25同時頂在激光器光學平臺上，構成了四頂兩拉的調整機構；對底板15俯仰角調整，從而就調整了原1064納米激光a與倍頻晶體3的倍頻匹配角。

實施例2

如圖4所示，原1064納米激光a，光束直徑7毫米。倍頻晶體3尺寸，通光截面為8毫米×8毫米厚度6毫米，通光面鍍1064納米和532納米增透膜。45度濾光鏡8，直徑20毫米厚的3毫米，通光面鍍45度1064納米全反射膜和532納米增透膜。

如圖5所示，45度反射鏡12，直徑尺寸20毫米厚度尺寸3毫米，通光面鍍45度1064納米全反射膜。反射體10材質為不銹鋼，反射體10的錐型部分，粗端直徑尺寸10毫米尖端直徑尺寸小于0.05毫米，椎體長度尺寸20毫米，椎體表面鏡面拋光。