專利名稱：一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡白光光源及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種白光光源及其制備方法，尤其涉及一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡白光光源及其 制備方法屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療領(lǐng)域，特別是微創(chuàng)手術(shù)時，需要將照明裝置深入到人體內(nèi)，并利用照明裝置 照亮人體組織，直觀的檢測人體組織，以便更加準確，有效的進行醫(yī)療檢測。因此，伸入到人 體內(nèi)部的照明裝置必須體積小而且具有足夠的照明亮度，因此照明醫(yī)用光源具有非常重要 的作用。目前醫(yī)學使用的光源主要是用鹵鎢燈和氙氣燈作光源，聚焦到光纜進入硬管鏡的 接口，但是由于這兩種光源都需要上百瓦的電源，以及通過一系列的光器件對光源進行聚 焦，耦合，所以這些光源的體積大，在高功率下的壽命及可靠性都受到元器件質(zhì)量的限制， 同時必須有一根較重的光纜連接，移動和使用時非常不方便。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決目前醫(yī)學界使用的光源由于采用一系列的光器件對光源進行聚 焦、耦合以及要求提供大功率電源，不僅使光源體積大、能耗高，而且在移動和使用時非常 不方便等技術(shù)問題，提供了一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡白光光源及其制備方法。
一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡白光光源，它由980nm泵浦光激光器、稀土摻雜的玻璃基光波導、 輸光光纖及激光器與光波導耦合部件和光波導與輸光光纖耦合部件組成，所述980nm泵浦 光激光器與稀土離子摻雜的光波導之間通過激光器與光波導耦合部件耦合連接；稀土離子 摻雜的光波導與輸光光纖之間通光波導與輸光光纖耦合部件耦合連接。
所述稀土摻雜的玻璃基光波導與980nm泵浦光激光器通過激光器與光波導耦合 部件的耦合后，在980nm泵浦光激光器的激發(fā)下產(chǎn)生高亮度、單向傳播的白光，再經(jīng)過稀土 摻雜的玻璃基光波導與輸光光纖耦合部件接口耦合，導入光纖進行觀察區(qū)的照明。其中所 述稀土摻雜的玻璃基光波導的制備過程是
A.玻璃的組成，它包含100質(zhì)量份的基質(zhì)玻璃和摻入到基質(zhì)玻璃中的稀土氧化 物，包括氧化鉺質(zhì)量份數(shù)為0. 2-6，氧化銩質(zhì)量份數(shù)為0. 1-3，氧化鐿質(zhì)量份數(shù)為2-8。所 述基質(zhì)玻璃含有氧化鍺、氧化鎂、氧化鋁和氧化鈉，其中各物質(zhì)的質(zhì)量份數(shù)為氧化鍺是 50-65，氧化鋁是20-35，氧化鎂是1_10，氧化鈉是10-20。
B.玻璃的制備，按照上述玻璃組成，準確稱量原料，混合均勻后放入鉬金坩堝，在 1500-1600°C熔制4-10小時，然后在500_550°C下退火2小時，冷卻到室溫。所得玻璃經(jīng)切 割，拋光，清洗得玻璃基質(zhì)材料。
C.光波導的制備，將上述所得玻璃基質(zhì)材料在無塵室條件下熱蒸發(fā)淀積 120-220nm鋁掩膜，然后通過光刻和濕化學侵蝕法得到4-10微米寬的鋁膜，在離子交換爐 中，將鋁膜放入高純硝酸鉀熔鹽內(nèi)，在360-400°C進行K+-Na+離子交換2_8小時，得到單模 的光學波導。隨爐冷卻后，取出清洗，去除鋁掩膜，兩端拋光得到稀土摻雜的玻璃基光波導。
本發(fā)明的特點及有益效果光源體積小、能耗低，攜帶和使用非常方便，具有高的 照明亮度和穩(wěn)定性，可通過調(diào)節(jié)泵浦光功率可得到三種不同波長的光。
具體表現(xiàn)在
小巧的核心發(fā)光器件光波導通過與泵浦光激光器耦合連接產(chǎn)生的白光源，直接通 過光纖伸入到人體內(nèi)部，結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧，因而攜帶、使用十分輕便，而且具有很高的照 明亮度和穩(wěn)定性。
當980nm泵浦光激光器與電源接通時，泵浦光激發(fā)光波導，可發(fā)出紅、藍、綠三種 不同波長的光，通過調(diào)節(jié)泵浦光功率，三種不同波長光的強度隨著泵浦光功率變化而改變， 從而可以得到暖白光、純白光、冷白光。


圖1醫(yī)用內(nèi)窺鏡白光光源結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參看圖1，一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡白光光源，它由980nm泵浦光激光器1、稀土摻雜的玻璃 基光波導3、輸光光纖5及激光器與光波導耦合部件2和光波導與輸光光纖耦合部件4組 成，所述980nm泵浦光激光器1與稀土離子摻雜的光波導3之間通過激光器與光波導耦合 部件2耦合連接；稀土離子摻雜的光波導3與輸光光纖5之間通光波導與輸光光纖耦合部 件4耦合連接。
一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡白光光源的其制備方法，所述稀土摻雜的玻璃基光波導3與 980nm泵浦光激光器1通過激光器與光波導耦合部件2的耦合后，在980nm泵浦光激光器 1的激發(fā)下產(chǎn)生高亮度、單向傳播的白光，再經(jīng)過稀土摻雜的玻璃基光波導3與輸光光纖耦 合部件4接口耦合，導入光纖進行觀察區(qū)的照明。其中所述稀土摻雜的玻璃基光波導的制 備過程是
A.玻璃的組成，它包含100質(zhì)量份的基質(zhì)玻璃和摻入到基質(zhì)玻璃中的稀土氧化 物，包括氧化鉺質(zhì)量份數(shù)為0. 2-6，氧化銩質(zhì)量份數(shù)為0. 1-3，氧化鐿質(zhì)量份數(shù)為2-8 ；所 述基質(zhì)玻璃含有氧化鍺、氧化鎂、氧化鋁和氧化鈉，其中各物質(zhì)的質(zhì)量份數(shù)為氧化鍺是 50-65，氧化鋁是20-35，氧化鎂是1_10，氧化鈉是10-20。
B.玻璃的制備，按照上述玻璃組成，準確稱量原料，混合均勻后放入鉬金坩堝，在 1500-1600°C熔制4-10小時，然后在500_550°C下退火2小時，冷卻到室溫。所得玻璃經(jīng)切 割，拋光，清洗得玻璃基質(zhì)材料。
C.光波導的制備，將上述所得玻璃基質(zhì)材料在無塵室條件下熱蒸發(fā)淀積 120-220nm鋁掩膜，然后通過光刻和濕化學侵蝕法得到4-10微米寬的鋁膜，在離子交換爐 中，將鋁膜放入高純硝酸鉀熔鹽內(nèi)，在360-400°C進行K+-Na+離子交換2_8小時，得到單模 的光學波導。隨爐冷卻后，取出清洗，去除鋁掩膜，兩端拋光得到稀土摻雜的玻璃基光波導。
實施例1
稀土摻雜的玻璃基光波導的制備
玻璃的制備，根據(jù)表一所示組分，在100份基質(zhì)玻璃中摻入0. 5wt %氧化鉺、 0. 25襯％氧化銩和氧化鐿。準確稱量原料，混合均勻后放入鉬金坩堝，在1550°C熔制8小時，然后在50(TC下退火2小時，冷卻到室溫。所得玻璃經(jīng)切割，拋光，清洗得 0. 2X1 X3cm的玻璃基質(zhì)材料。
表一玻璃的組分
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡白光光源，它由980nm泵浦光激光器(1)、稀土摻雜的玻璃基光波導 (3)、輸光光纖( 及激光器與光波導耦合部件( 和光波導與輸光光纖耦合部件(4)組 成，其特征在于所述980nm泵浦光激光器(1)與稀土離子摻雜的光波導(；3)之間通過激光 器與光波導耦合部件( 耦合連接；稀土離子摻雜的光波導( 與輸光光纖( 之間通光 波導與輸光光纖耦合部件(4)耦合連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡白光光源的其制備方法，其特征在于所述稀 土摻雜的玻璃基光波導C3)與980nm泵浦光激光器(1)通過激光器與光波導耦合部件(2) 的耦合后，在980nm泵浦光激光器(1)的激發(fā)下產(chǎn)生高亮度、單向傳播的白光，再經(jīng)過稀土 摻雜的玻璃基光波導C3)與輸光光纖耦合部件(4)接口耦合，導入光纖進行觀察區(qū)的照明。 其中所述稀土摻雜的玻璃基光波導的制備過程是A.玻璃的組成，它包含100質(zhì)量份的基質(zhì)玻璃和摻入到基質(zhì)玻璃中的稀土氧化物，包 括氧化鉺質(zhì)量份數(shù)為0. 2-6，氧化銩質(zhì)量份數(shù)為0. 1-3，氧化鐿質(zhì)量份數(shù)為2-8 ；所述基質(zhì)玻 璃含有氧化鍺、氧化鎂、氧化鋁和氧化鈉，其中各物質(zhì)的質(zhì)量份數(shù)為氧化鍺是50-65，氧化 鋁是20-35，氧化鎂是1-10，氧化鈉是10-20。B.玻璃的制備，按照上述玻璃組成，準確稱量原料，混合均勻后放入鉬金坩堝，在 1500-1600°C熔制4-10小時，然后在500_550°C下退火2小時，冷卻到室溫。所得玻璃經(jīng)切 割，拋光，清洗得玻璃基質(zhì)材料。C.光波導的制備，將上述所得玻璃基質(zhì)材料通過光刻和濕化學侵蝕法得到4-10微米 寬的鋁膜，在離子交換爐中，放入高純硝酸鉀，在360-400°C進行離子交換2-8小時，得到單 模的光學波導。隨爐冷卻后，取出清洗，兩端拋光，得到稀土摻雜的玻璃基光波導。
全文摘要
一種醫(yī)用內(nèi)窺鏡白光光源及其制備方法，是為了解決目前醫(yī)學界使用的光源由于采用一系列的光器件對光源進行聚焦、耦合以及要求提供大功率電源，不僅使光源體積大、能耗高，而且在移動和使用時非常不方便等技術(shù)問題而設(shè)計的。它由980nm泵浦光激光器、稀土摻雜的玻璃基光波導、光纖、耦合部件組成。其特征在于當980nm泵浦光激光器與電源接通時，泵浦光激發(fā)稀土摻雜的光波導，發(fā)出紅、綠、藍三種不同波長的光，通過調(diào)節(jié)泵浦光功率，三種不同波長光的強度隨著泵浦光功率變化而改變，從而可以得到高亮度、單向傳播的暖白光、純白光或冷白光，經(jīng)過耦合部件導入光纖進行觀察區(qū)的照明。
文檔編號A61B1/07GK102038483SQ20101056621
公開日2011年5月4日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者張明, 楊殿來, 薛健, 趙明, 鐘玲, 韓紹娟 申請人:法庫縣礦產(chǎn)資源研究發(fā)展中心