一种利用侧光光纤实现均匀辐照的装置的制作方法

本发明涉及一种利用侧光光纤实现均匀辐照的装置，属于激光医疗器械。

背景技术：

1、近年来，波长处于620～670nm区间的低功率红光激光已成为脂溢性脱发治疗、头皮护理及头部康复理疗领域的主流物理治疗手段。该波段激光属于低能量激光疗法（low-level laser therapy，lllt）的核心作用光谱，其治疗机制在于光子可有效穿透头皮表层，被毛囊细胞线粒体中的细胞色素c氧化酶特异性吸收，从而激活电子传递链、提升三磷酸腺苷（atp）合成效率，促进局部血液循环与细胞代谢，增强毛囊活性并延长毛发生长周期。相较于药物疗法，lllt具备无创、无痛、无系统性副作用、可长期使用等显著优势，世界激光治疗学会（walt）已将其列为雄激素性脱发的b级推荐疗法。基于上述临床价值，各类以半导体激光管为核心光源的可穿戴式激光生发设备在消费医疗市场得到了广泛应用。

2、当前市场上主流的激光生发仪、头部理疗设备普遍采用多激光管阵列结构，通常使用数十颗甚至上百颗半导体激光管，按照矩阵或环形方式排布于头盔或帽体内部，以实现对头皮的分区照射。然而，这一技术路线在光场均匀性与佩戴体验方面存在显著不足。从光学特性分析，半导体激光管在快轴与慢轴方向呈现明显不同的发散角，分别约为30°～40°与5°～10°，输出光强呈典型的高斯分布，即便经过密集排布，各光斑之间仍不可避免地存在叠加过度或覆盖间隙，导致头皮表面光功率密度呈现明显的空间起伏，局部区域辐照剂量过高或过低。辐照剂量不足的区域无法达到有效刺激毛囊的治疗阈值，而剂量过高的区域则存在皮肤灼伤风险，难以满足医疗器械对光功率密度均匀性的严格要求。此外，由于光源与头皮之间存在一定距离，残存头发会阻挡并吸收部分激光能量，进一步降低了有效利用率并加剧了能量分布的不均匀性。与此同时，多激光管阵列需要配套复杂的驱动电路与电源管理系统，数十乃至上百个独立激光节点的串联并联结构导致整体故障率显著升高；激光管自身的刚性封装结构在佩戴界面形成明显凸起，设备整体缺乏弹性，无法自适应不同头型尺寸，严重降低了长时间佩戴的舒适度与用户依从性。

3、针对上述问题，业内已有部分技术方案尝试通过光纤传导来改善辐照均匀性。例如，公开号为cn221815162u的中国实用新型公开了一种基于650nm微激光光源的生发帽，该方案通过导光纤维将激光发射器发出的激光传导至帽子内侧面均匀布置的发光点上，以期保证照射的均匀性并避免皮肤灼伤问题。又如，公开号为cn107349528b的中国发明专利公开了一种基于照明光纤技术的激光生发装置，利用对称交叠的照明光纤结构实现光纤附近辐射均匀能量密度的激光。这些方案通过引入光纤传导路径，在一定程度上改善了直接照射方式下的光斑离散问题。然而，上述方案仍未能从根本上克服多点光源驱动模式的内在局限：导光纤维的发光点本质上仍为离散分布的点状光源，点与点之间存在辐照间隙，局部光强波动依然存在；多发光点结构仍需依赖复杂的布线与驱动管理，未能显著降低系统复杂度与故障率；同时，发光点的刚性布局方式难以适应不同头型尺寸的曲面贴合需求，佩戴舒适性提升有限。因此，如何实现真正意义上的全域连续均匀辐照，同时兼顾结构简洁性、佩戴舒适性与低故障率，仍是本领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用侧光光纤实现均匀辐照的装置。

2、为实现上述技术目的，本发明采用以下的技术方案：

3、一种利用侧光光纤实现均匀辐照的装置，包括屏蔽罩、激光管、反射镜、透光小孔和侧光光纤；其中，

4、所述屏蔽罩设于所述激光管的外部；

5、所述反射镜的中心开设有所述透光小孔，所述激光管发出的激光经由所述透光小孔耦合进入所述侧光光纤；

6、所述侧光光纤以缠绕式布设的方式覆盖目标辐照区域，而且所述侧光光纤的至少一端设置有所述反射镜，使得进入所述侧光光纤内部的激光在所述反射镜的作用下形成多次往返传输的循环光路，以在所述侧光光纤的延伸方向上实现均匀侧面出光。

7、与现有技术相比较，本发明通过采用单颗或两颗激光管配合缠绕式布设的侧光光纤以及带透光小孔的反射镜组件，构建了一体化的循环折返光路系统，从光源形态和光路结构两个层面同时突破了传统多激光管阵列点状辐照的固有局限。缠绕式布设方式将线性光纤转化为连续的面状发光层，消除了点光源之间的辐照间隙与光强高斯分布带来的中心过强、边缘衰减问题，配合反射镜构建的多次往返传输机制，使得激光在光纤全长范围内实现均匀的侧面泄露，光功率密度误差可稳定控制在±5%以内，完全满足医疗器械对辐照均匀性的严苛要求。与此同时，本发明以单光源或双光源替代传统数十颗激光管阵列，从根源上简化了驱动电路与供电管理系统，显著降低了装置的整体故障率、制造成本与重量，佩戴界面平滑无凸起，能够自适应不同头型与肢体轮廓，兼顾了优异的佩戴舒适性与长期使用稳定性。此外，侧光光纤与激光管之间可采用可分离式设计，便于对光纤及载体部分进行水洗清洁，有效解决了传统设备的卫生维护难题。本发明提供的技术方案具备结构简洁、均匀性优异、能量利用率高、扩展性强等综合优势，为可穿戴激光理疗设备提供了一种可设计、可计算、可量产的均匀辐照解决方案。

1.一种利用侧光光纤实现均匀辐照的装置，其特征在于包括屏蔽罩（1）、激光管（2）、反射镜（3）、透光小孔（4）和侧光光纤（5）；其中，

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述缠绕式布设包括螺旋缠绕、花瓣形缠绕和边缘至中心迂回缠绕中的至少一种。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述侧光光纤（5）采用单端入射结构，其一端作为入射端并与所述激光管（2）对接，另一端作为反射端并安装有所述反射镜（3），该反射镜（3）为未开设透光小孔的全反射镜面。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于所述单端入射结构的光强分布公式为：

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述侧光光纤（5）采用双端入射结构，其两端均安装开设有所述透光小孔（4）的反射镜（3），且两端分别与对应的所述激光管（2）对接，形成双向入射、对向传输的对称光路。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于所述双端入射结构的光强分布公式为：

7.如权利要求3或5所述的装置，其特征在于，位于入射端的所述反射镜（3）上的所述透光小孔（4）与所述激光管（2）的出光口以及所述侧光光纤（5）的入射端面保持同轴对齐。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射镜（3）对620～670nm波段激光的反射率不低于70%。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述侧光光纤（5）为通体侧发光的塑料光纤或聚合物光纤，其内部掺杂有散射颗粒或表面经微刻痕、磨砂处理。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光管（2）为波长处于620～670nm范围内的红光半导体激光管。