基于调Q锁模技术的斑块消蚀系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于调Q锁模技术的斑块消蚀系统，包括调Q锁模组件、激光放大组件、可调反射镜、三倍频输出支路、四倍频输出支路、激光消蚀模块；将泵浦源输出的泵浦光聚焦到激光晶体，利用谐振腔形成调Q锁模脉冲激光输出；通过将放大后的激光反射到三倍频输出支路或四倍频输出支路；输出355nm激光或输出266nm激光；实现了以调Q锁模脉冲激光器为基础，通过激光放大技术与非线性光学频率变换技术相结合的方式，实现大能量调Q锁模355nm及266nm激光输出。实现了脉冲模式的可切换输出，针对不同类型的斑块切换不同频段的激光，使斑块消蚀过程更精准，提高了斑块消蚀速率，达到了更好的消蚀效果。消蚀效果。消蚀效果。

【技术实现步骤摘要】
基于调Q锁模技术的斑块消蚀系统


[0001]本专利技术涉及激光消蚀
，尤其涉及一种基于调Q锁模技术的斑块消蚀系统。

技术介绍

[0002]在紫外激光动脉粥样硬化斑块消蚀术中，355nm固体激光常采用延时的方式将单脉冲分解为双脉冲，从而提升消蚀效果并达到保护导管内光纤的目的。
[0003]时间序列双脉冲激光消蚀通过第一个激光脉冲改变斑块组织的表面性质，从而增强后续脉冲的能量耦合，提升后续脉冲的消蚀效率。双脉冲模式降低了第二激光脉冲的消蚀阈值，这也是由于激光改变了组织表面的光学特性。此外，第二脉冲与第一脉冲所产生的羽流相互作用能够产生更细小的消蚀产物。
[0004]单脉冲纳秒激光消蚀过程中可能产生等离子体，等离子体屏蔽效应会降低斑块组织对激光能量的吸收，而双脉冲工作方式能够降低等离子体屏蔽效应。“双脉冲”纳秒激光消蚀过程中，低能脉冲先于高能脉冲(称为“低
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高双脉冲”激光消蚀)，在相似的激光能量输入下，能够产生比“高低双脉冲”或“单脉冲”激光消蚀更高的消蚀率。第一个低能激光脉冲的消蚀过程可以在组织正上方产生局部低气体密度环境靶表面，这会降低等离子体屏蔽效应，从而增加第二激光脉冲的消蚀率。
[0005]调Q锁模技术(QML)能够提高脉冲激光器的峰值功率，在其调Q包络内实现一系列高峰值功率的锁模脉冲序列，锁模脉冲序列的振幅受到调Q包络的周期性调制，且调Q包络保证了大能量的激光脉冲输出。利用调Q锁模技术，无需延时光路便可将一个激光脉冲在其包络内分解为多个脉冲，从而实现激光脉冲在时间序列上的分离，且调Q脉冲包络前沿内锁模脉冲能量较低，能量在到达峰值前逐渐增加，进而实现甚至超越双脉冲激光消蚀的消蚀效率，提升消蚀效果。
[0006]目前紫外激光动脉粥样硬化消蚀术所用激光的脉冲方式为单纯调Q运转(QS)，除具备调Q运转功能外，我们将QML脉冲模式用于动脉粥样硬化消蚀术以提高消蚀效率，提升消蚀效果。此外，锁模脉冲(ML)消融提供了一种在不损坏纤维帽的情况下去除斑块的方式，从而实现亚表面烧蚀，在避免斑块破裂的前提下实现减容。因此，我们提出具有QS，ML，QML三种脉冲模式的动脉粥样硬化斑块消蚀系统。
[0007]现有的紫外激光动脉粥样硬化斑块消蚀术中，对于斑块的消蚀多是采用单波长脉冲激光进行消蚀，例如应用于人体斑块消蚀术的355nm固体激光凭借其较高的峰值功率能够有效应对钙化斑块，但因其光子能量较低(3.5eV)，与斑块组织的光化学反应较弱，针对脂质斑块及纤维斑块的消蚀能力有限。而采用266nm紫外激光的光子能量较高(4.6eV)，能够克服这一缺点，从而有效应对脂质斑块及纤维斑块。此外，266nm在造影剂中的吸收优于355nm，能够与造影剂相互作用产生空泡效应，从而满足不同治疗场景的需求。但是还没有能够同时兼容266nm和355nm的QML激光器。因此我们提出利用具有355nm及266nm切换输出功能的调Q锁模激光器作为紫外激光斑块消蚀系统的光源以应对不同类型的斑块组织，并提升消蚀效率。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的目的在于提供一种基于调Q锁模技术的斑块消蚀系统，以调Q锁模脉冲激光器为基础，通过激光放大技术与非线性光学频率变换技术相结合的方式，实现大能量调Q锁模355nm及266nm激光输出。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术的提出的基于调Q锁模技术的斑块消蚀系统，包括调Q锁模组件、激光放大组件、可调反射镜、三倍频输出支路、四倍频输出支路、激光消蚀模块；
[0010]所述调Q锁模组件用于实现脉冲激光输出，包括通过Q开关及锁模元件实现重复频率稳定的调Q锁模脉冲激光输出、单独使用Q开关时实现调Q脉冲输出以及单独使用锁模元件时实现锁模脉冲输出。
[0011]所述激光放大组件用于将输出的脉冲激光扩束，并对扩束后的激光放大；
[0012]所述可调反射镜，通过移动位置或旋转一定角度后将放大后的激光反射到三倍频输出支路或四倍频输出支路；
[0013]所述三倍频输出支路，当可调反射镜移动或转动到与本支路同轴时，将反射的激光利用非线性晶体进行三倍频，输出355nm激光；
[0014]所述四倍频输出支路，当可调反射镜移动或转动到与本支路同轴时，将反射的激光利用非线性晶体进行四倍频，输出266nm激光；
[0015]所述激光消蚀模块，利用所述三倍频输出支路或所述四倍频输出支路输出的激光进行斑块消蚀。
[0016]进一步，所述调Q锁模组件包括准直模块、激光晶体、Q开关、谐振腔和被动锁模元件；所述准直模块用于将泵浦源输出的泵浦光准直后聚焦到激光晶体中，输出激光在所述调Q锁模组件的作用下受到调制实现调Q锁模脉冲输出或锁模脉冲输出或调Q脉冲输出。
[0017]进一步，所述激光放大组件包括第一半波片、隔离器、扩束模块和激光放大模块；所述第一半波片用于调整脉冲激光的偏振方向，使脉冲激光入射到隔离器中，利用隔离器隔离实现激光的单向传输，所述激光放大模块用于将隔离后且经过扩束模块扩束后的激光进行放大。
[0018]进一步，三倍频输出支路包括第一缩束模块、第二半波片、第一非线性晶体和第二非线性晶体；第一缩束模块用于将可调反射镜反射的激光进行缩束聚焦，利用第二半波片调整偏振方向后，入射到第一非线性晶体上，利用第一非线性晶体和第二非线性晶体的依次倍频，输出三倍频之后的355nm激光。
[0019]进一步，四倍频输出支路包括第二缩束模块，第三半波片、第三非线性晶体和第四非线性晶体；第二缩束模块用于将可调反射镜反射的激光进行缩束聚焦，利用第三半波片调整偏振方向后，入射到第三非线性晶体上，利用第三非线性晶体和第四非线性晶体的依次倍频，输出四倍频之后的266nm激光。
[0020]优选地，Q开关6为声光Q开关，前后表面镀有1064nm增透膜系。被动锁模元件9为Cr4+:YAG、GaAs、SESAM等可饱和吸收体。单独使用调Q元件时输出调Q脉冲；单独使用锁模元件时，输出锁模脉冲；同时使用调Q元件和锁模元件时，输出调Q锁模脉冲的功能，以应对不同治疗场景。
[0021]优选地，所述第一非线性晶体21为LBO倍频晶体，用于将1064nm倍频产生532nm，前后表面镀有1064nm及532nm增透膜系；所述第二非线性晶体为LBO和频晶体，用于将1064nm
与532nm和频产生355nm，前后表面镀有1064nm、532nm及355nm增透膜系。
[0022]优选地，所述第三非线性晶体7为BBO倍频晶体，用于将1064nm倍频产生532nm，前后表面镀有1064nm及532nm增透膜系；所述第四非线性晶体为BBO倍频晶体，用于将532nm倍频产生266nm，两端镀有532nm及266nm增透保护膜。
[0023]还包括控制器，所述控制器根据识别得出的斑块类型，控制可调反射镜移动或转动到三倍频输出支路或四倍频输出支路，切换输出355nm激光或266nm激光，控制Q开关的及锁模元件的启停，以应对不同治疗场景。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于调Q锁模技术的斑块消蚀系统，其特征在于，包括调Q锁模组件、激光放大组件、可调反射镜、三倍频输出支路、四倍频输出支路、激光消蚀模块；所述调Q锁模组件用于实现脉冲激光输出，包括通过Q开关及锁模元件实现重复频率稳定的调Q锁模脉冲激光输出、单独使用Q开关时实现调Q脉冲输出以及单独使用锁模元件时实现锁模脉冲输出；所述激光放大组件用于将输出的脉冲激光扩束，并对扩束后的激光放大；所述可调反射镜，通过移动位置或转动角度将放大后的激光反射到所述三倍频输出支路或所述四倍频输出支路；所述三倍频输出支路，当可调反射镜移动或转动到与三倍频输出支路同轴时，将反射的激光利用非线性晶体进行三倍频，输出355nm激光；所述四倍频输出支路，当可调反射镜移动或转动到与四倍频输出支路同轴时，将反射的激光利用非线性晶体进行四倍频，输出266nm激光；所述激光消蚀模块，利用所述三倍频输出支路或所述四倍频输出支路输出的激光进行斑块消蚀。2.根据权利要求1所述的基于调Q锁模技术的斑块消蚀系统，其特征在于，所述调Q锁模组件包括准直模块、激光晶体、Q开关、谐振腔和锁模元件；所述准直模块用于将泵浦源输出的泵浦光准直后聚焦到激光晶体中，输出激光在所述Q开关及锁模元件的作用下受到调制实现调Q锁模脉冲输出、调Q脉冲输出、锁模脉冲输出。3.根据权利要求1所述的基于调Q锁模技术的斑块消蚀系统，其特征在于，所述激光放大组件包括第一半波片、隔离器、扩束模块和激光放大模块；所述第一半波片用于调整脉冲激光的偏振方向，使脉冲激光入射到隔离器中，利用隔离器隔离实现激光的单向传输，所述激光放大模块用于将隔离后且经过扩束模块扩束后的激光进行放大。4.根据权利要求1所述的基于调Q锁模技术的斑块消蚀系统，其特征在于，三倍频输出支路包括第一缩束模块、第二半波片、第一非线性晶体和第二非线性晶体；第一缩束模块用于将可调反射镜反射的激光进行缩束聚焦，利用第二半波片调整偏振方向后，入射到第一非线性晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵士勇，贾宗南，李光希，武西宁，张庆杰，
申请(专利权)人：天津恒宇医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：