一种激光治疗机制造技术

一种６７０．７ｎｍ或６７１ｎｍ的激光治疗机和６７０ｎｍ　ＬＤ激光治疗机，前两者由激光基质晶体Ｎｄ：ＹＡＰ或Ｎｄ：ＹＶＯ＃－［４］激光晶体、特殊光学谐振腔、倍频晶体ＬＢＯ或ＫＴＰ、泵浦光源和驱动源、导光光导纤维、光纤笔组成，后者由６７０ｎｍ半导体激光器、驱动电源、激光耦合系统、导光用光导纤维（选用）和光纤笔（选用）组成。上述激光治疗机成为新型抗癌光敏剂汰而清光动力学癌症治疗的有效激光治疗设备。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属激光治疗设备，特别涉及一种新型抗癌光敏剂汰而清光动力学治疗用的新型670nm波段激光光动力学治疗机(下称670nm波段激光光动力学治疗机)，它是用普通医用光纤传输的，具有足够高的激光输出功率或能量的，可灵活、方便地用于体表和体内通过新型抗癌光敏剂汰而清对癌症实施激光光动力学治疗的激光治疗设备。新型抗癌光敏剂汰而清疗效高、毒副作用小、吸收波长670nm，比常用的抗癌光敏剂血卟啉的吸收波长630nm长，670nm辐射在人体组织的穿透性更好，因而将成为癌症治疗的一种有效的新药。为了使这种新药进入实际临床应用，必须发展与之匹配的激光光动力学治疗机。三价钕离子Nd3+在YAP或YVO4激光晶体中4F3/2-4I13/2跃迁处在1341.4nm和1342nm，这两波长的激光通过倍频获得的670.7nm和671nm激光与抗癌新药汰而清的吸收波长670nm几乎重合。为了获得足够功率或能量的670nm波段的激光，必须选择高效的1340nm波段的激光晶体和与之相配搭的非线性光学晶体。过去，我们测量了Nd3+离子在YAP晶体中4F3/2-4I13/2跃迁的截面σ(H.Y.Shen et al，“Measurement of the Stimulated Emission Cross for4F3/2-4I13/2Transition of Nd3+in YAlO3Crystal”，IEEEJ.Quantum Electron.，Vol.25，No.2，144(1989).)，发现它是NdYAG、NdYLF和NdBEL等晶体同一跃迁的跃迁截面的2.4倍以上(H.Y.Shen et al，“Comparision of simultaneous multiplewavelength lasing in various neodymium host crystal at transitions from4F3/2-4I11/2and4F3/2-4I13/2”，Appl.Phys.Lett.，Vol.56，No.20，1937(1990).)，它与荧光寿命τ的乘积στ在这些晶体中也是最大的(见表1)，由于στ与激光阈值成反比而与激光输出成正比，因而我们利用NdYAP晶体研制成输出功率高达195W的1341.4nm高功率连续激光器(H.Y.Shen、Y.P.Zhou et al“Laser Actionof NdYAlO3at 1300nm”，J.Appl.Phys.，70(6)3373(1991).)和输出能量高达5.1J的1341.4nm大能量脉冲激光器(H.Y.Shen，Y.P.Zhou et.al.，”Large energy1341.4nm NdYAP pulse laser”，Opt.And Laser Technology，Vol.23，No.6366(1991).)，并专利技术了1341.4nm和1079.5nm激光医疗机，已经申请了中国和美国专利，并已获得了美国专利，其专利号为US5910140。表1.一些掺钕激光晶体的基本参数 另外，从表1看到，NdYVO4晶体在4F3/2-4I13/2跃迁的截面比上述晶体更大，στ也是最大的，因而，它也是研制低阈值、高效率1340nm波段激光器较合适的激光晶体。我们已于1999年3月18日申请了“掺钕钒酸钇(NdYVO4)激光医疗机”中国专利，其专利申请号99102626.8。KTP晶体具有较大的非线性系数，较大的容承温度和容承角，是中小功率激光倍频的常用晶体。LBO晶体非线性系数略小，但对1341.4nm和1342nm激光，其相位匹配方向接近非临界相位匹配条件(见表2)，因而可以利用较长的晶体来提高倍频的转换效率；另一方面，这种晶体的破环阈值高，在利用高功率密度激光提高倍频转换效率的技术中独具优势。所以上述两种非线性光学晶体是获得足够功率或能量的670nm波段激光的有效倍频晶体。表2. 1341.4nm和1342nm激光在KTP和LBO晶体中的最佳相位匹配角 我们已利用3×3×12mm的LBO晶体，通过I类相位匹配条件，在灯泵NdYAP激光器中将1341.4nm激光倍频获得了1.2W的670.7nm激光。因此，本专利技术是可行的。另外，也可用发射波长为670nm的AlGaInP激光二极管通过热电致冷器控制其PN结的温度，使AlGaInP激光二极管发射稳定的670nm波长辐射，用于抗癌新药汰而清激光光动力学治疗癌症。本专利技术的目的是利用LBO或KTP等倍频晶体将1341.4nm NdYAP或1342nm NdYVO4激光倍频为670.7nm或671nm激光和AlGaInP激光二极管发射的670nm激光，研制用于新型抗癌光敏剂汰而清光动力学治疗癌症的新型激光治疗机。近期可用氪灯或氙灯泵浦，待作为泵浦的808nm激光二极管价格下降后，可用激光二极管作为泵浦。另外也可将多个670nmAlGaInP激光二极管列阵发射的激光通过光学技术注入光纤，将其输出提高到治疗所需的功率。以下以LBO晶体将1341.4nm NdYAP激光倍频成670.7nm激光的激光治疗机为例，提供实现本专利技术的具体方案.其它方案可分别用NdYVO4代替NdYAP，或用KTP代替LBO实施。670.7nm激光治疗机，由NdYAP晶体和用于泵浦所述晶体以及使所述晶体形成激活离子(Nd3+离子)粒子数反转分布的泵浦系统，以及相应的光学谐振腔和插在谐振腔适当位置的LBO晶体、医用光纤和光纤笔组成。在泵浦激励下，聚集在Nd3+离子4F3/2亚稳能级R2组态的粒子跃迁到4I13/2能级的X3组态产生1341.4nm辐射，在相应的谐振腔中形成1341.4nm辐射的振荡，该谐振腔可采用附图说明图1的直腔或图2的三镜腔或图3的四镜腔。在谐振腔光束腰位置处，对1341.4nm辐射角度相位匹配的LBO晶体将通过它的1341.4nm辐射高效地转换成670.7nm激光。在必要时，可在接近全反镜处插入1341.4nm声光调制器，使1341.4nm激光在腔内形成高峰值功率的调Q激光序列，以期提高倍频转换效率，获得高平均功率的670nm波段激光。将谐振腔输出的670.7nm激光通过注入透镜，或将谐振腔输出镜与会聚透镜合二为一的能将输出激光会聚到所述医用光纤一端的谐振腔输出镜会聚到传输医用光纤一端，通过与所述医用光纤另一端相连的将670.7nm激光照射到所需治疗病灶部位的光纤笔将激光照射到病灶，对病灶进行治疗。上述治疗用激光的泵浦源包括能连续改变输入功率或能量的连续驱动源或脉冲宽度适当的重复率脉冲驱动源和作为泵浦灯的氪灯或氙灯。上述激光装置用自循环冷却系统冷却。下面对附图作图面说明图1是本专利技术灯泵浦670nm波段激光治疗机直腔实例的构成图。图2是本专利技术灯泵浦670nm波段激光治疗机三镜腔实例的构成图。图3是本专利技术灯泵浦670nm波段激光治疗机四镜腔实例的构成图。图4是本专利技术激光二极管端面泵浦670nm波段激光治疗机直腔实例的构成图。图5是本专利技术激光二极管端面泵浦670nm波段激光治疗机三镜腔实例的构成图。图6是本专利技术激光二极管端面泵浦670nm波段激光治疗机四镜腔实例的构成图。图7是本专利技术670nm LD激光治疗机实例的构成图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光治疗机，包括Ｎｄ∶ＹＡＰ或Ｎｄ∶ＹＶＯ↓［４］激光晶体；用于泵浦所述激光晶体以使所述激光晶体形成激活离子（Ｎｄ↑［３＋］离子）粒子数反转的泵浦系统；以及激活离子形成的特定的１３４１．４ｎｍ或１３４２ｎｍ辐射在其中谐振的激光谐振腔；以及放在该谐振腔内或腔外的ＬｉＢ↓［３］Ｏ↓［５］（ＬＢＯ）或ＫＴＰ等倍频晶体，以使１３４１．４ｎｍ或１３４２ｎｍ激光在上述倍频晶体中通过相位匹配实现高效倍频获得６７０．７ｎｍ或６７１ｎｍ辐射的技术，其特征在于：三价钕离子Ｎｄ↑［３＋］在ＹＡＰ或ＹＶＯ↓［４］激光晶体中［４］↑Ｆ↓［３／２］－［４］↑Ｉ↓［１３／２］跃迁处在１３４１．４ｎｍ或１３４２ｎｍ，这两波长的激光通过倍频获得的６７０．７ｎｍ或６７１ｎｍ激光与抗癌新药汰而清的吸收波长６７０ｎｍ几乎重合，成为新型抗癌光敏剂汰而清光动力学癌症治疗的有效激光治疗机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈鸿元，张戈，曾瑞荣，黄呈辉，林文雄，黄文，黄见洪，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]