一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

激光装置的制作方法

2021-11-05 22:22:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种激光装置。


背景技术:

2.已知一种激光装置,其通过将导管插入患者的体内并从该导管内的光纤的前端朝向患部等对象部位照射激光而进行治疗。在利用这种激光的烧灼中,除高斯光外,有时利用激光的光束轮廓的平坦度高的光束。需要说明的是,以下将激光的光束轮廓的平坦度简略标记为“激光的平坦度”。
3.作为用于提高这种激光的平坦度的技术,在例如专利文献1中公开了以下结构:将利用多个光波导而进行了导波的光输入光传输体的入射端,并将该光以限定于光传输体的光传输区域的方式进行传输,由此使激光的平坦度提高。
4.另外,专利文献2公开了将多模光纤输出的高斯光束转换为平顶光束的结构。另外,专利文献3公开了具备光束整形光学元件的结构,所述光束整形光学元件使由高亮度光源发出的光再分布为具有光强度分布为空间性平坦的远场光束剖面轮廓的出射光束。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本特开2005

157225号公报
8.专利文献2:日本特表2018

534110号公报
9.专利文献3:日本特表2018

521478号公报


技术实现要素:

10.发明要解决的课题
11.然而,对于专利文献1~3公开的结构,由于装置结构复杂、或需要较大的配置空间,因而存在无法在例如医疗用导管等细管内使用的问题。
12.本发明是鉴于上述情况而完成的发明,其目的在于提供一种省空间性优异并且能够使激光的平坦度提高的激光装置。
13.用于解决课题的方案
14.为了解决上述课题而实现目的,本发明的一方案的激光装置的特征在于,该激光装置具备一个以上的激光二极管、以及两个以上的光合路器,所述激光二极管的输出侧连接于一个光合路器的输入侧,所述一个光合路器的输出侧连接于另一光合路器的输入侧。
15.本发明的一方案的激光装置的特征在于,所述光合路器为多模光纤输入输出。
16.本发明的一方案的激光装置的特征在于,所述光合路器为2∶1光合路器。
17.本发明的一方案的激光装置的特征在于,该激光装置具备两个所述光合路器,第一光合路器的输出侧连接于第二光合路器的输入侧。
18.本发明的一方案的激光装置的特征在于,该激光装置具备三个所述光合路器,第一光合路器的输出侧连接于第二光合路器的输入侧,且第二光合路器的输出侧连接于第三
光合路器的输入侧。
19.本发明的一方案的激光装置的特征在于,所述激光二极管为多模光纤输出。
20.本发明的一方案的激光装置的特征在于,该激光装置具备两个以上的所述激光二极管,所述激光二极管各自连接于不同的光合路器的输入侧。
21.本发明的一方案的激光装置的特征在于,所述激光二极管的数量比所述光合路器的输入端口的合计数量少。
22.本发明的一方案的激光装置的特征在于,该激光装置具备非对称抽头耦合器,所述非对称抽头耦合器的输入侧连接于配置在最后一级的所述光合路器的输出侧。
23.发明效果
24.根据本发明,通过级联连接多个光合路器,能够不需要大空间地使激光的平坦度提高。
附图说明
25.图1是示出本发明的第一实施方式的激光装置的结构的概略图。
26.图2是用于对多级连接光合路器的情况下的效率进行说明的说明图。
27.图3是示出本发明的第二实施方式的激光装置的结构的概略图。
28.图4是示出本发明的第三实施方式的激光装置的结构的概略图。
29.图5是示出本发明的第四实施方式的激光装置的结构的概略图。
30.图6是本发明的实施例,是用于对在将光合路器级联连接而成的激光装置中,烧灼用激光二极管的及光合路器的数量与激光的平坦度之间的关系进行说明的图。
31.图7是本发明的实施例,是用于对在将光合路器级联连接而成的激光装置中,烧灼用激光二极管的及光合路器的数量与激光的平坦度之间的关系进行说明的图。
具体实施方式
32.参照附图对本发明的激光装置进行说明。需要说明的是,本发明不限于以下的实施方式。另外,以下的实施方式中的结构要素包含本领域技术人员能够且容易置换的结构要素、或实质相同的结构要素。
33.本发明的激光装置具备一个以上的烧灼用激光二极管(以下称为“烧灼用ld”)和两个以上的光合路器,其特征在于,光合路器彼此以串联的方式连接(级联连接)。以下,参照图1~图5对本发明的激光装置的实施方式进行说明。
34.(第一实施方式)
35.如图1所示,本实施方式的激光装置1具备两个烧灼用ld11a、11b、两个光合路器12a、12b、以及配置于烧灼用ld11a、11b与光合路器12a、12b之间的光纤13。需要说明的是,在以下的说明中,在统称多个烧灼用ld的情况下标记为“烧灼用ld11”,在统称多个光合路器的情况下标记为“光合路器12”。
36.在将激光装置1用于使用医疗用导管的激光治疗的情况下,从烧灼用ld11输出的烧灼用光是被称为“生物体之窗”的波段的光,即600nm~1500nm的波段的光。另外,烧灼用ld11的输出设定为例如0.1w以上。另外,各烧灼用ld11可以为例如串联连接且由同一电源供给共用电流的结构,也可以为由分别独立的电源供给不同电流的结构。需要说明的是,在
各烧灼用ld11的电流由分别独立的电源供给的情况下,具有能够变更各烧灼用ld11的激光的混合比这一优点。
37.烧灼用ld11a经由光纤13连接于光合路器12b的输入侧。另外,烧灼用ld11b经由光纤13连接于光合路器12a的输入侧。作为烧灼用ld11的输出端口而使用的光纤13为多模光纤或者单模光纤。另外,光纤13的长度为例如1m左右。
38.在此,如图2所示,在使多个光合路器12级联连接的情况下,每增加该级联连接的级数,效率(激光的强度)就会降低。因此,如图1所示,将两个烧灼用ld11各自连接于不同的光合路器12,通过将与每个光合路器12连接的烧灼用ld11的数量降至最少,能够抑制效率的降低。另外,在将两个烧灼用ld11各自连接于不同的光合路器12的情况下,已变为其他传输模式的光在后级的光合路器12中混合,因此激光的平坦度提高。
39.优选烧灼用ld11的数量比光合路器12的输入端口的合计数量少。换言之,光合路器12优选具有一个以上不与烧灼用ld11连接的输入端口。需要说明的是,“输入端口”是指光合路器12的输入侧的端口之中与另一光合路器12连接的端口以外的端口。在图1示出的激光装置1中,烧灼用ld11的数量为2,光合路器12的输入端口的合计数量为3。
40.光合路器12是将多个光合波(合成)的装置。作为光合路器12的输入端口及输出端口而使用的光纤13为多模光纤。该光纤13由例如芯直径105μm/包层直径125μm且具备丙烯酸酯被膜、聚酰亚胺被膜等覆盖膜的阶跃折射率型光纤构成。
41.光合路器12为n:1光合路器,优选为2∶1光合路器。另外,光合路器12为终端耦合型或者侧面耦合型的组合器。另外,各光合路器12设置于同一金属制的板上。该金属制的板也作为散热板而发挥功能。
42.光合路器12a的输出侧经由光纤13连接于光合路器12b的输入侧。另外,光合路器12b的输出侧经由光纤13连接于光输出部21。需要说明的是,也可以将烧灼用ld11以外的其他光源(例如监视用ld等)连接于没有与烧灼用ld11连接的光合路器12a的闲置端口。
43.如上所述,在使多个光合路器12级联连接的情况下,每增加该级联连接的级数,效率(激光的强度)就会降低。因此,如图1所示,通过使光合路器12的连续连接级数停留于二级,能够极力地抑制效率的降低。另外,连接为后级的光合路器12存在随着效率的降低而发热的情况。因此,也可以在光合路器12a、12b之中的后级的光合路器12b安装散热机构(例如散热板),从而抑制发热。
44.光输出部21输出利用光合路器12b进行合波后的光。光输出部21的具体结构根据激光装置1的用途而不同,例如在将激光装置1用于使用医疗用导管的激光治疗的情况下,光输出部21由光探针等构成。
45.根据具备以上结构的激光装置1,通过级联连接多个光合路器12a、12b,能够不需要大空间地使激光的平坦度提高。另外,根据激光装置1,通过将两个烧灼用ld11a、11b各自连接于不同的光合路器12a、12b,已变为其他传输模式的光在后级的光合路器12b中混合,因此激光的平坦度提高。
46.另外,在例如上述的专利文献2公开的结构中,为了转换激光的模式需要配置5m以上长度的光纤,然而在本实施方式的激光装置1中,通过光合路器12转换激光的模式,因而不需要加长光纤13。因此,与专利文献2公开的结构相比,激光装置1能够更好地实现省空间化。
47.(第二实施方式)
48.如图3所示,本实施方式的激光装置1a具备两个烧灼用ld11a、11b、两个光合路器12a、12b、以及配置于烧灼用ld11a、11b与光合路器12a、12b之间光纤13。需要说明的是,图3示出的烧灼用ld11、光合路器12、光纤13、以及光输出部21的结构与上述的第一实施方式相同。
49.烧灼用ld11a、11b经由光纤13连接于光合路器12a的输入侧。另外,光合路器12a的输出侧经由光纤13连接于光合路器12b的输入侧。另外,光合路器12b的输出侧经由光纤13连接于光输出部21。这样,在本实施方式的激光装置1a中,两个烧灼用ld11a、11b连接于同一光合路器12a的输入侧,配置为第二级的光合路器12b不与烧灼用ld11连接。
50.根据具备以上那样结构的激光装置1a,通过级联连接多个光合路器12a、12b,能够不需要大空间地使激光的平坦度提高。
51.(第三实施方式)
52.如图4所示,本实施方式的激光装置1b具备两个烧灼用ld11a、11b、三个光合路器12a、12b、12c、以及配置于烧灼用ld11a、11b与光合路器12a、12b、12c之间的光纤13。需要说明的是,图4示出的烧灼用ld11、光合路器12、光纤13以及光输出部21的结构与上述的第一实施方式相同。
53.烧灼用ld11a、11b经由光纤13连接于光合路器12a的输入侧。另外,光合路器12a的输出侧经由光纤13连接于光合路器12b的输入侧。另外,光合路器12b的输出侧经由光纤13连接于光合路器12c的输入侧。另外,光合路器12c的输出侧经由光纤13连接于光输出部21。这样,在本实施方式的激光装置1b中,光合路器12的连续连接级数为三级。
54.根据具备以上那样结构的激光装置1b,通过级联连接多个光合路器12a、12b,能够不需要大空间地使激光的平坦度提高。另外,根据激光装置1b,通过将光合路器12的连续连接级数设为三级,能够在各光合路器12中激发更高阶的模式。因此,与将光合路器12的连续连接级数设为二级以下的情况相比,能够得到高阶模式较多的激光。
55.(第四实施方式)
56.如图5所示,本实施方式的激光装置1c具备两个烧灼用ld11a、11b、两个光合路器12a、12b、配置于烧灼用ld11a、11b与光合路器12a、12b之间的光纤1、以及非对称抽头耦合器14。需要说明的是,图4示出的烧灼用ld11、光合路器12、光纤13以及光输出部21的结构与上述的第一实施方式相同。
57.烧灼用ld11a经由光纤13连接于光合路器12b的输入侧。另外,烧灼用ld11b经由光纤13连接于光合路器12a的输入侧。另外,光合路器12a的输出侧经由光纤13连接于光合路器12b的输入侧。另外,光合路器12b的输出侧经由光纤1连接于非对称抽头耦合器14的输入侧。
58.另外,非对称抽头耦合器14的输出侧经由光纤13连接于光输出部21。这样,在本实施方式的激光装置1c中,在配置为最后一级的光合路器12b配置有非对称抽头耦合器14。
59.作为非对称抽头耦合器14的合成比,能够设定例如99∶1、95∶5、90∶10、75∶25。另外,图5示出的非对称抽头耦合器14的输入端口与输出端口之比为2∶1,但输入端口与输出端口之比也可以为1∶2、2∶2。需要说明的是,也可以将例如监视用pd、输出与烧灼用ld11不同波长的光源等连接于非对称抽头耦合器14的闲置端口。
60.根据具备以上那样结构的激光装置1c,通过级联连接多个光合路器12a、12b,能够不需要大空间地使激光的平坦度提高。另外,根据激光装置1c,通过将非对称抽头耦合器14连接于最后一级的光合路器12b,从而由光合路器12b激发出的高阶模式的光被非对称抽头耦合器14去除,从抽头耦合器端口形成出环状光束。由此,主体的端口的光以取决于合成比的比例去除高阶模式的光,从而进一步地提高平坦度。
61.以下,举出实施例对本发明进行更具体地说明。首先,在使光合路器级联连接的激光装置中,参照表1对光合路器的数量与激光的平坦度及强度之间的关系进行说明。需要说明的是,一般而言,存在激光的光束轮廓内的强度分布的半值宽度(以下,简略称为“半值宽度”)越小平坦度越高这一倾向,因此在以下的说明中,将半值宽度用作判断激光的平坦度的指标。
62.【表1】
63.no.光合路器的数量半值宽度光强度的最大值10个1.198.5121个1.158.3432个1.128.0043个1.387.75
64.如表1所示,激光的半值宽度按no.4、no.1、no.2、no.3的顺序变小。即,在光合路器的数量为0个~2个的情况下,光合路器的数量越多,半值宽度越小,平坦度越高。另一方面,在光合路器的数量为3个的情况下,与光合路器的数量为0个的情况相比,半值宽度变小。这是因为,光合路器具备激发高阶模式的光的模式转换功能,由此光合路器的数为一定程度以上时,高阶模式的光的比例增加,平坦度恶化。需要说明的是,使得平坦度发生恶化的光合路器的数量也取决于该光合路器的特性。
65.另外,如表1所示,激光的光强度的最大值按no.1、no.2、no.3、no.4的顺序变小,即随着光合路器的数量增加而变小。
66.接下来,在使光合路器级联连接的激光装置中,对于烧灼用ld的连接方法及光合路器的数量与激光的平坦度及强度之间的关系,参照表2进行说明。
67.【表2】
68.no.ld的连接方法光合路器的数量半值宽度光强度的最大值5

0个1.198.516并联1个1.158.347并联2个1.128.008分别连接2个1.098.059并联3个1.387.7510分别连接3个0.9837.82
69.在此,表2的no.5~10分别示出以下结构。
70.no.5:仅配置一个烧灼用ld,且不具备光合路器的结构;
71.no.6:两个烧灼用ld连接于一个光合路器的结构;
72.no.7:图3的结构;
73.no.8:图1的结构;
74.no.9:图4的结构;
75.no.10:在图4中,烧灼用ld11b各自连接于光合路器12b的各个输入侧的结构。
76.如表2所示,激光的半值宽度按no.9、no.5、no.6、no.7、no.8、no.10的顺序变小。即,光合路器的连续连接级数为三级,在第一级及第二级的光合路器的输入侧分别连接有烧灼用ld这一结构的半值宽度最小,平坦度最高。
77.另外,如表2所示,激光的光强度的最大值按no.5、no.6、no.8、no.7、no.10、no.9的顺序变小。即,光合路器的连续连接级数为三级,在第一级的光合路器输入侧连接有两个烧灼用ld这一结构(参照图4)的光强度最小。
78.接下来,在使光合路器级联连接的激光装置中,关于烧灼用ld的位置及光合路器的数量与激光的平坦度之间的关系,参照图6及图7进行说明。在本实施例中,制作了由多个结构的激光装置照射的激光的光强度映射,通过对该光强度映射的各像素的光强度数据进行集中而形成直方图,从而制作了图6及图7示出的图。图6及图7的横轴为激光的光强度,纵轴为成为横轴示出的光强度的概率密度。因此,在这些图中,曲线越陡峭则激光的平坦度越高,曲线越平坦则激光的平坦度越低。
79.在此,图6及图7的比较例1、2、本发明例1~4分别示出以下的结构。
80.比较例1:仅配置一个烧灼用ld,且不具备光合路器的结构;
81.比较例2:两个烧灼用ld连接于一个光合路器的结构;
82.本发明例1:图3的结构;
83.本发明例2:图4的结构;
84.本发明例3:图1的结构;
85.本发明例4:图5的结构。
86.如图6及图7所示,若将不具备光合路器的比较例1与具备光合路器的比较例2、本发明例1~4进行比较,则可知后者的平坦度高。另外,若将具备一个光合路器的比较例2与具备两个光合路器的本发明例1、3、4进行比较,则可知后者的平坦度高。另外,若将具备两个光合路器的本发明例1、3、4与具备三个光合路器的本发明例2进行比较,则可知前者的平坦度高。另外,可知在比较例1、2及本发明例1~4中,具备两个光合路器并且最后一级的光合路器连接有非对称抽头耦合器的本发明例4的平坦度最高。
87.以上,关于本发明的实施方式的激光装置,通过具体实施方式及实施例进行了更具体的说明,但本发明的主旨不限于这些记载,必须基于专利请求的记载进行广义解释。另外,基于这些记载而做出的各种变更、改变等当然也包含于本发明的主旨。
88.例如,在所述的第三实施方式中,虽然对级联连接的光合路器12的数量为三个的结构进行了说明(参照图4),但在想要得到更多高阶模式的激光的情况下,也可以将光合路器12的数量设为四个。
89.另外,在上述的实施方式中,虽然对将激光装置1、1a、1b、1c用于医疗用导管等的假设情况进行说明,但激光装置1、1a、1b、1c的用途不限于医疗用。
90.产业上的可利用性
91.本发明适用于通过从导管内的光纤的前端朝向患部等对象部位照射激光而进行治疗的激光装置。
92.附图标记说明
93.1、1a、1b、1c 激光装置
94.11、11a、11b 烧灼用ld
95.12、12a、12b、12c 光合路器
96.13 光纤
97.14 非对称抽头耦合器
98.21 光输出部。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

发表评论 共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表

相关文献