[实用新型]1940nm掺铥全光纤激光器及基于该激光器的医疗装置

说明书

1940nm掺铥全光纤激光器及基于该激光器的医疗装置，涉及光纤医疗技术领域，为解决现有装置2μm波长效果差、输出功率低、体积大、稳定性差及散热性不佳的问题，本实用新型激光器包括半导体激光器、合束器、高反光栅、两段掺铥光纤、低反光栅、反向合束器、反向泵浦激光器、包层光剥离器、第一光纤输出头、光纤水冷盘和冷媒制冷设备，通过良好的制冷散热结构与高质量的光纤熔接技术，达到了300W的高功率激光输出；医疗装置包括上述激光器，还包括驱动设备、电源转换模块、第二光纤输出头、光纤耦合连接装置和医疗光纤，激光器与医疗光纤之间采用直接耦合方式，达到较高的耦合效率；本实用新型用于医疗中进行碎石和切割组织。

技术领域

本实用新型涉及光纤医疗技术领域，特别是涉及激光切割及碎石技术。

背景技术

2μm波长的激光在国防、医疗及生物学研究等领域有着广泛的应用，在激光切割及碎石领域地位。

中国发明专利CN109259859A于2019年01月25日公开了基于全光纤2μm波长激光器的治疗设备，治疗设备包括控制箱、冷却系统、全光纤2μm波长激光器和光耦合，所述冷却系统由冷水机和冷却水路组成，控制箱的输出端分别连接冷却系统的冷水机和全光纤2μm波长激光器的激光产生器；该实用新型通过全光纤2μm波长激光器连续输出波长约为2μm的铥激光进行组织切割；

该装置具有如下缺陷：1.2μm波长人体吸收不好；2.采用直接方式泵浦，光的转换效率低；3.输出耦合为透镜耦合，结构复杂不便于移动和操作，且耦合效率低；4.运行为一种模式，具有局限性；5.冷却系统为水冷系统，散热不佳；6.输出功率为5W～150W，输出功率低；7.全光纤2μm波长激光器没有固定装置，稍有其它应力就会损坏光纤，装置连接不稳定，移动不方便；

中国实用新型专利CN207545202U于2018年06月29日公开了同时具备体内碎石和软组织切除的2微米激光医疗装置，装置包括：高平均功率和大能量双模式运转的2微米激光源、控制及显示器、光开关和内窥镜，所述高平均功率和大能量双模式运转的2微米激光源包括：光学谐振腔、驱动电源、控制电路、位于光学谐振腔内的半导体激光器、掺铥离子激光晶体和温度自动精密调控与匹配水冷器。

该装置具有如下缺陷：1.2μm波长人体吸收不好；2.装置采用固体激光器，固体激光器体积大稳定性较差，同时固体激光器不仅波长不是最好的水吸收峰，且在经过一段时间使用后，镜片位置的改变都会影响输出效果，使得装置的耐性用低；3.冷却系统为水冷系统，散热不佳；固体激光器可得到2μm的大能量脉冲，但固体激光的体积和稳定性一直是激光领域难以攻克的课题，所以该项技术在医疗领域推进缓慢；

但2μm的波长不是最好的水吸收峰，在手术过程中作用时间长，因此造成不仅医疗的目标位置得到激光的作用，附近的其它组织也容易造成激光的伤害；

而1940nm波长较2μm波长具有如下优势：

1940nm波长恰好位于人体水吸收峰上，如图5所示，从图可以看出1940nm波长在水吸收能力上较2μm波长要更强，这一优点使得组织切割精准，且同时不会对其它组织产生伤害；

1940nm波长在组织中穿透深度较浅，如图6所示，2μm波长的穿透深0.4mm左右，而1940nm波长穿透深度仅0.1mm-0.2mm，这一优势使得用于医疗中造成的创伤小，对人体伤害低；

然而目前医疗用1940nm激光器无法解决高平均功率与脉冲大能量的技术壁垒，造成基本没有1940nm波长的激光器在激光切割及碎石等医疗领域有所应用。

因此现有的激光医疗切割及碎石设备存在如下问题：

1、多为2μm波长，2μm波长人体吸收效果不佳；

2、输出功率低，现有医疗装置最高输出功率仅为150W；

3、装置包含组合透镜，导致装置连接不稳定；