CN219535165U - 双波长自倍频装置和治疗激光器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及激光系统技术领域，尤其是涉及双波长自倍频装置和治疗激光器，其包括在光路上依次布置的光源、第一自倍频晶体、分光部和第二自倍频晶体，第一自倍频晶体用于将光源发出的初始光转换为第一基频光和第一倍频光，分光部用于将第一基频光和第一倍频光分开，且将第一基频光传导至第二自倍频晶体，第二自倍频晶体用于将第一基频光转换为第二基频光和第二倍频光，本申请可简化光源发出的光频率转换的过程。

Description

双波长自倍频装置和治疗激光器

技术领域

本申请涉及激光系统技术领域，尤其是涉及双波长自倍频装置和治疗激光器。

背景技术

目前治疗恶性肿瘤常用的方法有以下几种：手术、放疗、化疗、靶向治疗、免疫疗法以及光动力疗法。

光动力治疗属于肿瘤微创治疗的一种新技术，与其他肿瘤治疗手段不同，它属于肿瘤选择性治疗，有保留器官功能（比如舌癌喉癌可以保留声音功能，宫颈癌可以保留生育功能）和美容的效果（皮肤癌不需要植皮）。早期肿瘤可以用光动力治疗达到根治效果，对于不适宜手术、放疗的高龄肿瘤患者或者放化疗后复发的顽固性肿瘤患者光动力治疗更为适合。

恶性肿瘤光动力治疗药物为光敏剂，使用范围较广泛的光敏剂为喜泊分（血卟啉衍生物），喜泊分的适应病症有很多，比如喉癌、肝癌、皮肤癌等，其在200nm-800nm有5个吸收峰，其中504nm和572nm处吸收较强。

目前市场上治疗仪多为630nm波长半导体治疗仪，波长较为单一，治疗的组织深度也具有局限性。国内外能够实现572nm黄光激光的方法主要有：双波长腔内和频、拉曼激光器倍频、光泵半导体垂直外腔面发射激光器和腔内倍频等。但以上技术存在频率转换过程复杂的问题。

实用新型内容

为了简化光源发出的光频率转换的过程，本申请提供一种双波长自倍频装置和治疗激光器。

本申请提供的一种双波长自倍频装置和治疗激光器采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供了一种双波长自倍频装置，包括在光路上依次布置的光源、第一自倍频晶体、分光部和第二自倍频晶体，所述第一自倍频晶体用于将所述光源发出的初始光转换为第一基频光和第一倍频光，所述分光部用于将所述第一基频光和所述第一倍频光分开，且将所述第一基频光传导至所述第二自倍频晶体，所述第二自倍频晶体用于将所述第一基频光转换为第二基频光和第二倍频光。

通过采用上述技术方案，光源发出的初始光进入第一自倍频晶体，经过能级跃迁为第一基频光，第一基频光再经第一自倍频晶体非线性转换为第一倍频光，分光部将第一基频光和第一倍频光分开，第一倍频光直接导出，第一基频光传导至第二自倍频晶体经过能级跃迁为第二基频光，第二基频光再经第二自倍频晶体非线性转换为第二倍频光，简化了光源发出的光频率转换的过程。

可选的，所述第一自倍频晶体入射面镀有初始光高透膜。

通过采用上述技术方案，初始光高透膜可降低第一自倍频晶体入射面对初始光的反射效果，减少初始光的损耗。

可选的，所述第一自倍频晶体入射面镀有第一基频光高反膜。

通过采用上述技术方案，第一基频光高反膜可提升第一自倍频晶体入射面对第一基频光的反射效果，减少从第一自倍频晶体入射面逸出的第一基频光。

可选的，所述第一自倍频晶体入射面镀有第一倍频光高反膜。

通过采用上述技术方案，第一倍频光高反膜可提升第一自倍频晶体入射面对第一倍频光的反射效果，减少从第一自倍频晶体入射面逸出的第一倍频光。

可选的，所述第一自倍频晶体出射面镀有初始光高反膜。

通过采用上述技术方案，初始光高反膜可提升第一自倍频晶体出射面对初始光的反射效果，使初始光可更完全地跃迁为第一基频光。

可选的，所述第一自倍频晶体出射面镀有第一基频光高透膜。

通过采用上述技术方案，第一基频光高透膜可降低第一自倍频晶体出射面对第一基频光的反射效果，减小第一基频光的损耗。

可选的，所述第一自倍频晶体出射面镀有第一倍频光高透膜。

通过采用上述技术方案，第一倍频光高透膜可降低第一自倍频晶体出射面对第一倍频光的反射效果，减少第一倍频光的损耗。

可选的，还包括滤光部，所述滤光部用于过滤所述第一基频光和所述第二基频光，且导出所述第二倍频光。

通过采用上述技术方案，滤光部可过滤掉第二自倍频晶体射出的第一基频光和第二基频光，仅保留第二倍频光，且将第二倍频光导出。

可选的，所述滤光部包括所述第二自倍频晶体出射面镀的第一基频光高反膜。

通过采用上述技术方案，第一基频光高反膜可提升第二自倍频晶体出射面对第一基频光的反射效果，减少第二自倍频晶体出射面射出的第一基频光。

可选的，所述滤光部包括所述第二自倍频晶体出射面镀的第二基频光高反膜。

通过采用上述技术方案，第二基频光高反膜可提升第二自倍频晶体出射面对第二基频光的反射效果，减少第二自倍频晶体出射面射出的第二基频光。

可选的，所述第二自倍频晶体入射面镀有第一基频光高透膜。

通过采用上述技术方案，第一基频光高透膜可降低第二自倍频晶体入射面对第一基频光的反射效果，减少第一基频光的损耗。

可选的，所述第二自倍频晶体入射面镀有第二基频光高反膜。

通过采用上述技术方案，第二基频光高反膜可提升第二自倍频晶体入射面对第二基频光的反射效果，减少从第二自倍频晶体入射面逸出的第二基频光。

可选的，所述第二自倍频晶体入射面镀有第二倍频光高反膜。

通过采用上述技术方案，第二倍频光高反膜可提升第二自倍频晶体入射面对第二倍频光的反射效果，减少从第二自倍频晶体入射面逸出的第二倍频光。

可选的，所述第二自倍频晶体出射面镀有第二倍频光高透膜。

通过采用上述技术方案，第二倍频光高透膜可降低第二自倍频晶体出射面对第二倍频光的反射效果，减少第二倍频光的损耗。

可选的，所述分光部包括分光镜，所述分光镜镀有第一倍频光高反膜和第一基频光高透膜。

通过采用上述技术方案，第一倍频光高反膜可提升分光镜对第一倍频光的反射效果，第一基频光高透膜可降低分光镜对第一基频光的反射效果，大部分第一倍频光会在分光镜上反射，大部分第一基频光会透过分光镜，从而实现将第一基频光和第一倍频光分开的效果。

可选的，所述光源与所述第一自倍频晶体之间设有第一聚焦透镜。

通过采用上述技术方案，第一聚焦透镜可将发散的初始光聚焦，并传导至第一自倍频晶体内。

可选的，所述分光部与所述第二自倍频晶体之间设有第二聚焦透镜。

通过采用上述技术方案，第二聚焦透镜将发散的第一基频光聚焦，并传导至第二自倍频晶体内，提升了转换效率。

可选的，还包括在光路上设置的第一导光部和第二导光部，所述第一导光部用于将所述第一倍频光导出，所述第二导光部用于将所述第二倍频光导出。

通过采用上述技术方案，设置第一导光部可降低导出第一倍频光时的损耗，设置第二导光部可降低导出第二倍频光时的损耗。

可选的，所述分光部与所述第一导光部之间设有第一耦合透镜。

通过采用上述技术方案，第一耦合透镜可将分光部分出的第一倍频光汇聚，提升转换效率。

所述第二自倍频晶体与所述第二导光部之间设有第二耦合透镜。

通过采用上述技术方案，第二耦合透镜可将第二自倍频晶体导出的第二倍频光汇聚，提升转换效率。

所述分光部与所述第一导光部之间设有反光镜。

通过采用上述技术方案，反光镜可调整将分光部分出的第一倍频光调整至所需方向。

第二方面，本申请还提供了一种治疗激光器，包括如上所述的双波长自倍频装置。

通过采用上述技术方案，使用上述双波长自倍频装置时，可使治疗激光器同时发出两种波长的治疗光。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过第一自倍频晶体将光源发出初始光转换为第一基频光和第一倍频光，再由分光部将第一基频光和第一倍频光分开，第一基频光导入第二自倍频晶体，第二自倍频晶体再将第一基频光转换为第二基频光和第二倍频光，最后第二自倍频晶体将第二倍频光导出，简化了光源发出的光频率转换的过程；

2.通过在第一自倍频晶体入射面镀初始光高透膜、第一基频光高反膜和第一倍频光高反膜，在第一自倍频晶体出射面镀初始光高反膜、第一基频光高透膜、第一倍频光高透膜，在第二自倍频晶体入射面镀第一基频光高透膜、第二基频光高反膜和第二倍频光高反膜，在第二自倍频晶体出射面镀第二倍频光高透膜、第一基频光高反膜和第二基频光高反膜，可降低光在光路中的损耗，提升初始光转换的效率。

附图说明

图1是本申请实施例中双波长自倍频装置的结构示意图。

附图标记说明：1、光源；2、第一自倍频晶体；3、第二自倍频晶体；4、分光镜；5、第一聚焦透镜；6、第二聚焦透镜；7、第一导光部；8、第二导光部；9、第一耦合透镜；10、第二耦合透镜；11、反光镜。

具体实施方式

下面将结合附图1，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本申请实施例公开一种双波长自倍频装置和治疗激光器，该治疗激光器包括双波长自倍频装置。该治疗激光器可以是舌癌治疗仪、喉癌治疗仪、宫颈癌治疗仪、皮肤癌治疗仪等治疗激光器。

参照图1，双波长自倍频装置包括在光路上依次布置的光源1、第一自倍频晶体2、分光部和第二自倍频晶体3。

光源1发出的初始光进入第一自倍频晶体2后，激发第一自倍频晶体2中掺杂的离子，能级跃迁后形成第一基频光，第一基频光再通过第一自倍频晶体2非线性倍频转换第一倍频光。本实施例中，光源1为半导体激光二极管LD，根据使用场景的不同，其他实施例中，光源1还可为光纤激光器、气体激光器和液体激光器等。

本实施例中，第一自倍频晶体2的入射面镀有初始光高透膜、第一基频光高反膜和第一倍频光高反膜，第一自倍频晶体2的出射面镀有初始光高反膜、第一基频光高透膜和第一倍频光高透膜。如此设置，减少初始光在入射面的反射，使大部分初始光进入第一自倍频晶体2，且不会从第一自倍频晶体2出射面逸出，还提升了第一基频光和第一倍频光均在出射面的透过率，提升了第一自倍频晶体2的转换效果。

其他实施例中，第一自倍频晶体2的入射面和出射面上可不镀初始光高透膜、第一基频光高反膜和第一倍频光高反膜，或仅镀其中部分膜。

参照图1，分光部将第一自倍频晶体2输出的第一基频光和第一倍频光分开。本实施例中，分光部为镀有第一倍频光高反膜和第一基频光高透膜的分光镜4，第一自倍频晶体2输出的第一基频光和第一倍频光传导至分光镜4上时，第一倍频光被第一倍频光高反膜反射，而第一基频光可通过第一基频光高透膜穿过分光镜4，从而实现分离第一基频光和第一倍频光。其他实施例中，根据不同的使用场景，分光部还可为棱镜、锥镜或透镜组等。

参照图1，分光部将第一基频光传导至第二自倍频晶体3，第一基频光进入第二自倍频晶体3后，激发第二自倍频晶体3中掺杂的离子，能级跃迁后形成第二基频光，第二基频光再通过第二自倍频晶体3非线性倍频转换为第二倍频光。

本实施例中，第二自倍频晶体3入射面镀有第一基频光高透膜、第二基频光高反膜和第二倍频光高反膜，第二自倍频晶体3出射面镀有第二倍频光高透膜。如此设置，可减少第一基频光在入射面的反射，使大部分第一基频光进入第二自倍频晶体3；还使第二基频光和第二倍频光不会从第二自倍频晶体3的入射面逸出，并且提升了第二倍频光在出射面的透过率，提升了第二自倍频晶体3的转换效果。

其他实施例中，第二自倍频晶体3入射面和出射面上可不镀第一基频光高透膜、第二基频光高反膜和第二倍频光高反膜，或仅镀其中部分膜。

第二自倍频晶体3后还设有滤光部，滤光部包括第二自倍频晶体3出射面镀的第一基频光高反膜和第二基频光高反膜。如此设置，可将第二自倍频晶体3发出的光过滤为第二倍频光，从而提升输出光的治疗效果。其他实施例中，根据不同的使用场景，滤光部还可为分光镜、锥镜或棱镜等。

参照图1，光源1与第一自倍频晶体2之间设有第一聚焦透镜5，分光部与第二自倍频晶体3之间设有第二聚焦透镜6。第一聚焦透镜5可将发散的初始光聚焦，提升第一自倍频晶体2的转换效率；第二聚焦透镜6可将发散的第一基频光聚焦，提升第二自倍频晶体3的转换效率。

参照图1，光路上还设置有第一导光部7和第二导光部8，第一导光部7可将第一倍频光传导至所需的地方；第二导光部8可将第二倍频光传导至所需的地方。本实施例中，第一导光部7和第二导光部8均为光纤，根据不同的使用场景，第一导光部7和第二导光部8还可为透镜或反射镜组。

参照图1，分光部和第一导光部7之间设有反光镜11，由于分光镜4将第一基频光和第一倍频光分开时，第一基频光与第一倍频光的方向垂直，在需要第一倍频光和第二倍频光同时照射时，反光镜11可与分光镜4平行设置，调整第一倍频光的方向，将第一倍频光反射到与第二倍频光出光方向相同的方向。

参照图1，分光部与第一导光部7之间设有第一耦合透镜9，第二自倍频晶体3与第二导光部8之间设有第二耦合透镜10，第一耦合透镜9用于将第一倍频光耦合进第一导光部7内，可降低分光部至第一导光部7之间的光损耗；第二耦合透镜10用于将第二倍频光耦合进第二导光部8内，可降低第二自倍频晶体3至第二导光部8之间的光损耗。

本申请实施例提供的双波长自倍频装置用于治疗恶性肿瘤，其中初始光波长为976nm，第一基频光波长为1008nm，第一倍频光波长为504nm，第二基频光波长为1144nm，第二倍频光波长为572nm。基于入射光的频率，第一自倍频晶体2和第二自倍频晶体3的基材可以为GdCOB，也可以为YCOB。本实施例中第一自倍频晶体2和第二自倍频晶体3的基材为YCOB，掺杂的离子为Yb³⁺，掺杂浓度为17%，YCOB最佳相位匹配角度（112.8°，33.7°）。

本申请实施例一种双波长自倍频装置的实施原理为：光源1发出的初始光经第一聚焦透镜5聚焦后，由第一自倍频晶体2转换为第一基频光，再将第一基频光转换为第一倍频光，分光部将第一自倍频晶体2导出的第一基频光和第一倍频光分开，并将第一基频光传导至第二聚焦透镜6，经第二聚焦透镜6聚焦后，由第二自倍频晶体3转换为第二基频光，再将第二基频光转换为第二倍频光，第一倍频光通过反光镜11反射至与第二倍频光相同的方向，再经过第一耦合透镜9耦合后传导至第一导光部7导出，第二倍频光经过第二耦合透镜10耦合后传导至第二导光部8导出，简化了光源发出的光频率转换的过程。

同时，第一自倍频晶体2入射面镀有初始光高透膜、第一基频光高反膜、第一倍频光高反膜，第一自倍频晶体2出射面镀有初始光高反膜、第一基频光高透膜第一倍频光高透膜，第二自倍频晶体3入射面镀有第一基频光高透膜、第二基频光高反膜、第二倍频光高反膜，第二自倍频晶体3出射面镀有第二倍频光高透膜、第一基频光高反膜、第二基频光高反膜以降低光在双波长自倍频装置中的损耗，提升转换效率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双波长自倍频装置，其特征在于，包括在光路上依次布置的光源(1)、第一自倍频晶体(2)、分光部和第二自倍频晶体(3)，所述第一自倍频晶体(2)用于将所述光源(1)发出的初始光转换为第一基频光和第一倍频光，所述分光部用于将所述第一基频光和所述第一倍频光分开，且将所述第一基频光传导至所述第二自倍频晶体(3)，所述第二自倍频晶体(3)用于将所述第一基频光转换为第二基频光和第二倍频光。

2.根据权利要求1所述的双波长自倍频装置，其特征在于，所述第一自倍频晶体(2)入射面镀有初始光高透膜；和/或，

所述第一自倍频晶体(2)入射面镀有第一基频光高反膜；和/或，

所述第一自倍频晶体(2)入射面镀有第一倍频光高反膜；和/或，

所述第一自倍频晶体(2)出射面镀有初始光高反膜；和/或，

所述第一自倍频晶体(2)出射面镀有第一基频光高透膜；和/或，

所述第一自倍频晶体(2)出射面镀有第一倍频光高透膜。

3.根据权利要求1所述的双波长自倍频装置，其特征在于，还包括滤光部，所述滤光部用于过滤所述第一基频光和所述第二基频光，且导出所述第二倍频光。

4.根据权利要求3所述的双波长自倍频装置，其特征在于，所述滤光部包括所述第二自倍频晶体(3)出射面镀的第一基频光高反膜；和/或，

所述滤光部包括所述第二自倍频晶体(3)出射面镀的第二基频光高反膜。

5.根据权利要求1所述的双波长自倍频装置，其特征在于，所述第二自倍频晶体(3)入射面镀有第一基频光高透膜；和/或，

所述第二自倍频晶体(3)入射面镀有第二基频光高反膜；和/或，

所述第二自倍频晶体(3)入射面镀有第二倍频光高反膜；和/或，

所述第二自倍频晶体(3)出射面镀有第二倍频光高透膜。

6.根据权利要求1所述的双波长自倍频装置，其特征在于，所述分光部包括分光镜(4)，所述分光镜(4)镀有第一倍频光高反膜和第一基频光高透膜。

7.根据权利要求1所述的双波长自倍频装置，其特征在于，所述光源(1)与所述第一自倍频晶体(2)之间设有第一聚焦透镜(5)；和/或，

所述分光部与所述第二自倍频晶体(3)之间设有第二聚焦透镜(6)。

8.根据权利要求1所述的双波长自倍频装置，其特征在于，还包括在光路上设置的第一导光部(7)和第二导光部(8)，所述第一导光部(7)用于将所述第一倍频光导出，所述第二导光部(8)用于将所述第二倍频光导出。

9.根据权利要求8所述的双波长自倍频装置，其特征在于，所述分光部与所述第一导光部(7)之间设有第一耦合透镜(9)；和/或，

所述第二自倍频晶体(3)与所述第二导光部(8)之间设有第二耦合透镜(10)；和/或，

所述分光部与所述第一导光部(7)之间设有反光镜(11)。

10.一种治疗激光器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的双波长自倍频装置。