白光導引光學裝置的製作方法
2023-12-03 07:52:11 2
專利名稱:白光導引光學裝置的製作方法
本實用新型屬於導光系統。
現有用於紅外雷射器的可見光導引光源主要有He－Ne雷射器發出的紅光，顯微鏡燈虛象(綠光)和採用環形透鏡成象的積木式光學系統作為亮度可調的普通白光導引光學系統(見廈門大學物理系、醫療電子儀器廠《EJL－I波導CO2雷射治療機》研製報告，1987.4.)。該系統由球面反射鏡、鎢滷素燈、會聚透鏡、平面反射鏡和中心開孔的環形會聚透鏡等組成。位於球面反射鏡的球心和會聚透鏡焦平面上的鎢滷燈發出普通白光，經會聚系統聚焦於焦點上，可在焦點處觀察到一個小亮園斑。而雷射束穿過平面反射鏡的中心孔及環形會聚透鏡的中心孔輸出至上述小亮園斑上。
上述積木式光學系統存在燈絲象，象面的照度不均勻，邊界模糊，光斑尺寸較大，約為φ4mm數量級。由於雷射光斑一般都較小，例如波導CO2雷射在照射點上，不經聚焦也只有約φ1.5mm。又如在雷射治療機中，有的病損部位很小，只有φ1～1.5mm。所以，上述導光系統不可能提供準確的隨機空間定位指示，如用於治療，還可能燒傷正常組織。
本實用新型是對上述導光系統的改進，提供一種消除燈絲象，縮小光斑大小，象面照度均勻，光斑邊界清晰，尤其適用於各類不可見光雷射治療機的白光導引光學裝置。
為此，如圖所示，在燈源2前面的會聚透鏡由一對平凸會聚透鏡3和4組成，平面朝外，放大倍率為－1，對稱放置。在透鏡4與平面反射鏡7之間加有小孔光欄5和會聚透鏡6。其光路原理如下燈源放置在球面反射鏡的球心和會聚透鏡3的焦點上，燈泡發出的光經會聚透鏡3形成平行光，經會聚透鏡4會聚在其焦點處，此焦點與會聚透鏡6的焦點重合。小孔光欄放置在它們的共焦平面上，且與它們共軸。光束經透鏡6形成的平行光，再經平面反射鏡7和10兩次反射後，由透鏡11會聚在焦點F上，在F處形成直徑約φ1.2mm的白光光斑，而離焦處則是一個空心的園環。球面反射鏡1充分利用了燈泡發出的光能量，適當調節燈泡的位置，使燈絲被球面反射鏡形成的象位於燈絲的間隙之間，提高燈泡的發光亮度。會聚透鏡3和4明顯起減小球差的作用。而小孔光欄主要是起點光源和空間濾波作用，使經過小孔之後的光束形成清晰的象。
由於不同類型的CO2雷射治療機輸出的雷射光斑大小不同，功率密度也不同，可採用透光的會聚透鏡9對雷射束進行束腰變換，縮小照射點的光斑，提高照射點光功率密度，同時也可作離焦治療，充分發揮治療機的功能，也能使白光導引光學系統使用在不同類型的治療機上。此透鏡可採用鍺透鏡或硒化鋅會聚透鏡。如採用硒化鋅會聚透鏡，可省去透鏡11，並將它位於透鏡11處。如對1.06μm等近紅外波長的雷射，可省去此透鏡，與白光共用會聚透鏡11，此時透鏡11中心不必鑽孔。
本導光系統也可配用紫外雷射治療機等。
與已有技術相比，本實用新型消除了燈絲象，象面照度均勻，光斑大小可縮小至φ1.2mm左右，光斑邊界十分清晰。而且能通過改變小孔光欄的孔徑，來改變象面光斑的大小，容易做到白光光斑與雷射光斑大小接近，能提供準確的隨機空間定位指示，導引白光與雷射束的光軸共軸，尤其本實用新型結構簡單，體積小，總成本低於50元。
附圖為白光導引光學裝置圖，其中1……球面反射鏡，2……燈源，3、4……平凸會聚透鏡，5……小孔光欄，6……會聚透鏡，7、10……平面反射鏡，8……雷射源，9……透光的會聚透鏡，11……會聚透鏡。
以下以用于波導CO2紅外雷射治療機的白光導引光學裝置為例進一步說明本實用新型的應用。
採用體積較小，發光亮度較高的通水冷卻鎢滷素燈作為白光燈源。球面反射鏡的凹面鍍鋁，另一面為平面，材料為普通玻璃。一對平凸會聚透鏡用K9玻璃，外形尺寸相同。小孔光欄的孔徑可根據雷射光斑的大小選擇，一般為0.3～0.6mm，用不變形、不透光材料，例如金屬片做成。會聚透鏡6用K9玻璃。平面反射鏡採用一面鍍鋁的普通玻璃。雷射源為總長為200mm的波導CO2雷射管。透光的會聚透鏡9採用鍺透鏡。會聚透鏡11用K9玻璃，中心孔徑約φ5mm。10.6μm的CO2雷射束經會聚透鏡9轉換後的新束腰位置與白光導引光學系統的最終焦點F重合。除平面反射鏡的外形尺寸為φ22mm外，其餘均為φ18mm。其結果可消除燈絲象，象面照度均勻，光斑大小為φ1.2mm，光斑邊界十分清晰，治療機有效地去除人體體表各類斑、痣、疣、瘤及贅生物等，不易損傷機體正常組織，使用操作簡便，治療效果甚佳。
權利要求
1.一種採用環形透鏡成象的積木式光學系統作為亮度可調的普通白光導引光學裝置，包括球面反射鏡、燈源、會聚透鏡、平面反射鏡和環形會聚透鏡，其特徵在於會聚透鏡是一對外形尺寸相同的平凸會聚透鏡，3和4，平面朝外，在會聚透鏡4和平面反射鏡7之間有小孔光欄5和會聚透鏡6。
2.一種採用環形透鏡成象的積木式光學系統作為亮度可調的普通白光導引光學裝置，包括球面反射鏡、燈源、會聚透鏡、平面反射鏡和環形會聚透鏡，其特徵在於會聚透鏡是一對外形尺寸相同的平凸會聚透鏡3和4，平面朝外，在會聚透鏡4和平面反射鏡7之間有小孔光欄5和會聚透鏡6，在雷射源與平面反射鏡10之間有透光的會聚透鏡9。
3.如權利要求
2所述的裝置，其特徵在於會聚透鏡9是鍺透鏡或硒化鋅透鏡。
專利摘要
白光導引光學裝置。本實用新型屬於導光系統。它採用環形透鏡成象的積木式光學系統作為亮度可調的普通白光導引光學系統，由一對平凸會聚透鏡組成燈源的會聚透鏡，設有小孔光欄等，提供一種消除燈絲象，象面照度均勻，光斑小，光斑邊界清晰，能產生準確的隨機空間定位指示，導引白光與雷射束的共光軸的白光導引光學裝置，尤其適用於各類雷射治療機。
文檔編號G02B27/10GK87207242SQ87207242
公開日1988年3月9日 申請日期1987年6月27日
發明者黃元慶 申請人:廈門大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan