專利名稱：近紅外乳腺診斷儀中的激光光源裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子醫(yī)療儀器中的光學裝置，尤其是一種適用于診斷乳腺疾病的近紅外乳腺診斷儀中的激光光源裝置。
現(xiàn)有的利用強光透視乳腺的診斷儀器，大都包含以下四個部分光源、攝像機、監(jiān)視器及控制器。這些診斷儀工藝成熟，型號較多。但有一點很大不足，即光源是可見光源。攝像機也是對可見光敏感的普通電視攝像機，它所依靠利用的光譜能量主要是在可見光區(qū)域而不是在紅外或近紅外光的區(qū)域。相反，為了濾去光源中會燙傷人體的中、遠紅外線，光路中都加有隔熱玻璃，結果把近紅外線也一并濾去，只剩下可見光。故現(xiàn)有的乳腺診斷儀，其中大多數(shù)雖然加上了“紅外”稱號，但實際上只對可見光敏感。操作人員為避免室內可見光對診斷儀的干擾，都無例外的需要在暗室中操作?？墒轻t(yī)生(很多都是男性)診斷患者(絕大多數(shù)都是女性)時需反復擠捏乳房，黑暗中雙方都深感不便。其次，光源和散熱風扇都裝在一個粗大笨重的發(fā)光筒中(俗稱探頭)，使用不便，且由于散熱不良需要用兩個發(fā)光筒交替冷卻使用。
此前，曾有專利對以上情況的光源提出改進(專利號ZL 00208512.7ZL00208521.6)，其要點是把白熾燈的光用特殊濾光片濾去可見光和中、遠紅外光，成為真正的近紅外光源。但該實用新型也仍有不足光源的大部分能量被濾去，以至要獲得同樣照度，該白熾燈的功率要比上述用可見光源的同類儀器大一倍。
本實用新型的目的是提供一種近紅外乳腺診斷儀中的激光光源裝置，它能使近紅外乳腺診斷儀的光源只發(fā)出單純的近紅外光，不僅省去了復雜的濾光、散熱裝置，而且大大節(jié)約了能源，經(jīng)實驗只需上述近紅外光源功率的約1％即可達到同樣效果。
為了達到上述目的，本實用新型首先設計一圓柱形殼體，由3段組成，各段用螺紋連接。在殼體中段放置一能發(fā)出特定波長810nm的激光二極管，此類二極管通常是TO-2型封裝，其兩端有安裝孔，用螺絲把它固定在殼體內的突沿上。由于激光二極管射出的激光發(fā)射角呈各向異性，沿PN結方向的發(fā)射角為2.5°，垂直PN結方向上的發(fā)射角為20°，其照明區(qū)域為一長條，不利于觀察。為此可用兩類辦法勻化發(fā)射角辦法1是在二極管的管殼出光口上裝一特定曲光率的柱狀發(fā)散透鏡(凹透鏡)，把2.5°的發(fā)射角也擴散到20°，使其照明區(qū)域成為一正方形。辦法2是在二極管的管殼出光口前不裝柱狀發(fā)散透鏡，而裝一特殊設計的變截面照明光導纖維束，其靠近二極管的一端為一很扁的矩形，恰與發(fā)出的激光形狀相配；出光的另一端變?yōu)閳A形，使其照明區(qū)域成為圓形。所以本實用新型的殼體前端有5種制法制法1與辦法1配套，其外形像個彎咀漏斗，用金屬制成，內裝等截面(兩端都是圓形)照明光導纖維束，激光從一端射入，最后從喇叭口射出。由于喇叭口的反射擴束作用，出射光已成一圓角正方形面光源，滿足了儀器要求。制法2與辦法2配套，其外形與制法1一樣，也像個彎咀漏斗，只是在彎管中裝入上述變截面光導纖維束，光束從喇叭口射出，被擴束成圓形面光源。這兩種制法的光源效果都比較理想，是一個很均勻的面光源，只是光學件制作稍難。制法3是制法1的簡化，制作完全一樣，保留柱狀透鏡，只是彎管中不裝等截面光導纖維束，僅利用光亮電鍍的彎管內壁和喇叭口對正方形截面的激光進行一些勻化擴束。制法4是制法1的另一種簡化，保留等截面照明光導纖維束，只是二極管殼出光口不裝柱狀透鏡，這樣光纖出光口大體上仍是條狀截面光源，不過再經(jīng)喇叭口反射擴束，多少也有些變形，變成帶圓角的矩形光斑。制法5是制法3、4的進一步簡化，即二極管殼出光口不裝柱狀透鏡，彎管中也不裝光導纖維，僅利用彎管內壁和喇叭口對條狀截面的激光進行一些勻化擴束。經(jīng)試驗，后三種制法效果不如前兩種。裝置的后段內部放置控制電路板，中段殼體上裝有光強控制按鈕，按一個增加亮度，按另一個減小亮度。
本實用新型的最大優(yōu)點是激光二極管只發(fā)射出810nm的近紅外光且效率較高，光場均勻，從而使乳腺診斷儀的光源不僅完全工作在近紅外波段，而且省去了復雜的濾光、散熱裝置，大大節(jié)約了能源，導致散熱風扇可以取消，體積大大減小。
說明書附圖為本實用新型結構示意圖。
附
圖1是制法1的結構圖，其中標號(1)為電源線，(2)為穿孔套管，(3)為后段殼體，(4)為控制電路板，(5)為插座，(6)為螺紋，(7)為導線，(8)為按鍵板，(9)為中段殼體，(10)為變光控制鍵，(11)為突沿，(12)為前段殼體，(13)為激光二極管管殼，(14)為激光二極管管芯，(15)為彎管，(16)為等截面照明光纖束，(17)為內壁鍍光亮鉻的喇叭口，(18)為膠合劑，(19)為柱狀發(fā)散透鏡，(20)為激光二極管管座，(21)為螺釘，(22)為殼體連接螺紋，(23)為激光二極管管腳，(24)為導線。
附圖2是制法2的結構圖，其中標號(16’)為變截面照明光纖束，其余同附圖1。
附圖3是制法3的結構圖，其中彎管(15)中不裝光纖，僅要求內壁鍍光亮鉻，其余同附圖1。
附圖4是制法4的結構圖，其中標號(16)為等截面照明光纖束，其余同附圖1。
附圖5是制法5的結構圖，標號意義同附圖1。
附圖6是變截面光纖束的兩個端面圖，其中(1)為入光口，(2)為出光口，注意這兩個端面面積相等。各種制法的激光光斑見其余附圖附圖7是激光二極管管殼出光窗口處的光斑，附圖8是制法1在喇叭口出口平面處的激光光斑，附圖9是制法2在喇叭口出口平面處的激光光斑，附圖10是制法4在喇叭口出口平面處的激光光斑。
本發(fā)明具體制作是以制法1為例，首先設計制作三段圓柱殼體(3)、(9)、(12)和彎管(15)、喇叭口(17)，一方面把已粘好柱狀發(fā)散透鏡(19)的激光二極管管座(20)用螺釘(21)固定在突沿(11)上。再把已調試好的控制電路板(4)裝入后段殼體(3)，把按鍵電路板(8)固定到中段殼體(9)上，然后用導線(7)把控制電路板(4)與按鍵電路板(8)連接起來，用導線(24)把控制電路板(4)與激光二極管管腳(23)連接起來。另一方面把前段殼體(12)、彎管(15)與喇叭口(17)緊固成一體。最后把殼體前段(12)、中段(9)同后段(3)擰緊，即成為一種手持的近紅外乳腺診斷儀專用的激光光源。注意光路的中心要對準，光纖的直徑應等于或略大于入射激光正方形截面的對角線。
另外四種激光光源制法大同小異制法2是管殼(13)上不粘柱狀發(fā)散透鏡(18)，而是彎管(15)中先用膠合劑(18)固定變截面光纖(16)，注意光纖入光口截面長軸一定要與激光二極管PN結方向垂直，并且其長軸對管芯的張角要等于或略大于40°。其余同制法1。
制法3是管殼(13)上粘柱狀發(fā)散透鏡(18)，而彎管(15)中不裝任何光導纖維，但須鍍光亮鉻，其余同制法1。
制法4是管殼(13)上不粘柱狀發(fā)散透鏡(18)，而彎管(15)中膠固等截面光纖(16’)，注意裝配好后光纖入光口直徑對(裝配好的)管芯的張角要正好等于或略大于40°注意其余同制法1。
制法5是管殼(13)上不粘柱狀發(fā)散透鏡(18)，而彎管(15)中也不膠固任何光纖，但須鍍光亮鉻。注意裝配好后彎管(15)入光口直徑對(裝配好的)管芯的張角要等于或略大于40°，其余同制法1。
權利要求1.一種近紅外乳腺診斷儀中的激光光源裝置，它主要包括為后段殼體(3)，控制電路板(4)，中段殼體(9)，變光控制鍵(10)，前段殼體(12)，激光二極管管芯(14)，內壁鍍光亮鉻的彎管(15)，內壁鍍光亮鉻的喇叭口(17)，柱狀發(fā)散透鏡(19)，等截面照明光纖束(16)以及變截面照明光纖束(16’)，其特征是a.采用發(fā)光波長是810nm的由管殼(13)、管芯(14)、管座(20)和管腳(23)構成的激光二極管；b.設置特定屈光度的柱狀發(fā)散透鏡(19)，并按特定方向安裝；c.無論是彎管(15)、變截面光纖(16)還是等截面光纖(16’)其入光口(或其長軸)對裝配好的激光二極管管芯(14)(或它的虛像)的張角要等于或略大于40°；d.彎管(15)的出光口裝有反光喇叭口(17)。
專利摘要本實用新型涉及一種醫(yī)療機械裝置，尤其是一種適用于近紅外乳腺診斷儀中的激光光源裝置。它的一種形式包括殼體、電路板、按鍵、激光二極管、柱狀發(fā)散透鏡、等截面光纖、彎管和喇叭口等部件。它的另幾種形式略有變化，主要是不裝柱狀發(fā)散透鏡而改裝變截面光纖，或等截面光纖甚至不含光纖。其最大特點是激光二極管只發(fā)射出波長為810nm的近紅外光且效率很高，光場均勻，從而使乳腺診斷儀真正工作在近紅外光學區(qū)域，不需暗室，可在明亮光線下操作。不僅省去了復雜的濾光、散熱裝置，而且大大節(jié)約了能源，可廣泛與各種近紅外乳腺診斷儀配套使用。
文檔編號H01S5/00GK2530370SQ0123425
公開日2003年1月8日 申請日期2001年8月27日 優(yōu)先權日2001年8月27日
發(fā)明者邢剛 申請人:邢剛