專利名稱：準(zhǔn)相位匹配光動(dòng)力治療及診斷激光光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種激光系統(tǒng)裝置，尤指一種適用于醫(yī)學(xué)光動(dòng)力治療(Photodynamic Therapy；PDT)及診斷(photodynamic diagnosis；PDD)用的激光光源。
(2)背景技術(shù)惡性腫瘤已躍為國人死亡主因之首。初期惡性腫瘤的準(zhǔn)確診斷與及時(shí)治療是良好愈后的前提。在惡性腫瘤診斷方面，以外加螢光染料作為光敏劑的螢光診斷法提供了相當(dāng)可靠的診斷結(jié)果。此法即為習(xí)知的光動(dòng)力診斷(photodynamicdiagnosis；PDD)法。一般使用的光敏劑，例如血紫質(zhì)衍生物(hematoporphyrinderivative；HpDs)及血基質(zhì)生物合成(hem-biosynthesis)的前驅(qū)藥物5-氨基酮戊酸(5-aminolevulinic acid；ALA)等因?qū)M織血管及新陳代謝增生活動(dòng)甚為敏感，使得它們對于腫瘤組織有較高的累積以及停駐時(shí)間。由于這些光敏感劑在吸收特定波長光的能量后會(huì)散射出可檢測的螢光，因此可用來作為病變組織的診斷工具。因?yàn)橥饧庸飧形镔|(zhì)所產(chǎn)生的螢光較強(qiáng)，因此，可進(jìn)一步發(fā)展造影的顯像技術(shù)。血紫質(zhì)衍生物及5-氨基酮戊酸等光敏劑配合特殊的光檢測系統(tǒng)已被證實(shí)可有效檢測于肺部、喉頭、食道或膀胱等器官的早期癌癥。例如，當(dāng)這些光敏劑被波長于405-415奈米的藍(lán)光激發(fā)時(shí)，他們將發(fā)射出容易被檢測到的紅光。
習(xí)知的光動(dòng)力治療(photodynamic therapy；PDT)法是一種新穎且可靠的癌癥治療法。該法是對病患施以外源性光敏化學(xué)物(同光動(dòng)力診斷法所使用的光敏劑)使其腫瘤組織對非熱源性光源產(chǎn)生敏感，進(jìn)而達(dá)到破壞腫瘤組織的目的。這些光敏藥物通常是化學(xué)惰性，選擇性地只對腫瘤組織具有親依性并僅吸收某些特定波長的光源?？梢韵嘈殴鈩?dòng)力治療引發(fā)的組織傷害是經(jīng)由第二類光化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的單態(tài)氧細(xì)胞毒素所導(dǎo)致。由此看來，光動(dòng)力治療法是一種非侵害性的療法且無遍及性或累積性毒性之虞。因此，光動(dòng)力治療法在治療癌癥的療效上是由光敏劑的腫瘤定位性、光敏劑于組織內(nèi)的濃度及分布情況、氧氣含量及光敏劑的吸收光劑量所決定。在過去的十年里，第二代光敏劑的發(fā)展及光電科技的成就已促使光動(dòng)力治療法在治療癌癥上逐漸被接受為療程模式。迄今，光敏劑血衍生物(PhotofrinR)已被許多國家核準(zhǔn)作為上皮膀胱癌、食道癌、早期肺癌、胃癌及子宮頸癌等的光動(dòng)力治療療劑。另外，美國食品及藥物管理局(FDA)也已核準(zhǔn)利用光動(dòng)力治療法作為干癬(使用LevulanR光敏劑)及老年黃斑病變(使用維視達(dá)VisudyneR光敏劑)的臨床治療。因此，光動(dòng)力治療以其獨(dú)特的重復(fù)式光敏劑給予及光照射療程優(yōu)點(diǎn)而已成功地整合入多方位的治療體中。
在現(xiàn)有技術(shù)中，光動(dòng)力診斷及光動(dòng)力治療所使用的照射光源多為非同調(diào)光源如氙燈，抑或是某特殊波長的半導(dǎo)體激光。使用非同調(diào)光源，除了有熱效應(yīng)的問題外，其因需要裝置一光學(xué)濾波器而衰減了診斷或治療光波長的所需頻譜功率。一般而言，要集中并傳播一非同調(diào)光源到一特定的目標(biāo)組織并非易事。因此，擁有較高頻譜功率及較佳集束傳播能力的半導(dǎo)體激光已漸漸在光動(dòng)力診斷及光動(dòng)力治療上取代一般的非同調(diào)光源。然而，半導(dǎo)體激光所發(fā)射的波長可調(diào)性因材料特性的限制而被箝制，無法進(jìn)行大幅度的波長調(diào)整，因此，其發(fā)射的波長恰為光敏劑所特定吸收者機(jī)率自然不大。此外，因半導(dǎo)體激光的激光發(fā)射區(qū)甚小，散熱問題在其高功率運(yùn)作時(shí)益形嚴(yán)重。
綜合上述所論，目前光動(dòng)力診斷及光動(dòng)力治療系統(tǒng)急需一高品質(zhì)波長可調(diào)的激光源，藉以提升診斷的準(zhǔn)確度與靈敏度及治療的廣泛性與徹底性。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的是提供一種激光系統(tǒng)裝置，利用準(zhǔn)相位匹配技術(shù)實(shí)現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換及波長可調(diào)的激光產(chǎn)生，作為醫(yī)用光動(dòng)力診斷及光動(dòng)力治療系統(tǒng)的光源，用于提升診斷的準(zhǔn)確度與靈敏度及治療的廣泛性與徹底性。
本發(fā)明提供一種激光系統(tǒng)裝置，特別是適用于醫(yī)學(xué)光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用激光光源，該激光系統(tǒng)裝置包含一激光泵源，其發(fā)射至少一個(gè)特定激光光波長，用于泵一激光共振腔系統(tǒng)內(nèi)的一波長轉(zhuǎn)換器；一波長轉(zhuǎn)換器，其利用準(zhǔn)相位匹配(QPM)技術(shù)，用于轉(zhuǎn)換該激光泵源所發(fā)射的特定激光光波長至至少一個(gè)適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長；一激光共振腔系統(tǒng)，其腔內(nèi)置有該波長轉(zhuǎn)換器，用于增加該波長轉(zhuǎn)換器經(jīng)該激光泵源泵產(chǎn)生適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光強(qiáng)度輸出；以及一光學(xué)傳輸輸出器，其用于接收及傳輸該激光共振腔系統(tǒng)輸出的激光光，并通過其末端的光學(xué)輸出裝置，對至少一特定目標(biāo)點(diǎn)輸出照射。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源與該激光共振腔系統(tǒng)之間還包含至少一個(gè)偶合透鏡，以使該激光泵源得以經(jīng)由該至少一個(gè)偶合透鏡進(jìn)入該激光共振腔系統(tǒng)。
根據(jù)上述構(gòu)想，該偶合透鏡可選擇性地鍍有泵激光波長抗反射膜以及具有特定曲率焦距，以接收與偶合該激光泵源的泵能量進(jìn)入該激光共振腔系統(tǒng)。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該光學(xué)傳輸輸出器，其是由至少一條光纖作為激光傳輸及至少一根光筆作為激光輸出所組成。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)與該光學(xué)傳輸輸出器之間可以光纖尾纖(fiber pigtail)技術(shù)偶合。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)與該光學(xué)傳輸輸出器之間還包含一透鏡偶合系統(tǒng)，其具有至少一個(gè)透鏡，用于有效偶合該激光共振腔系統(tǒng)輸出的激光光進(jìn)入一光學(xué)傳輸輸出器。
根據(jù)上述構(gòu)想，該透鏡偶合系統(tǒng)與該光學(xué)傳輸輸出器之間可以光纖尾纖(fiber pigtail)技術(shù)偶合。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體所構(gòu)成。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體及一溫度調(diào)控器所構(gòu)成，用于調(diào)控該準(zhǔn)相位匹配晶體于特定溫度。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體及一微米傳動(dòng)器所構(gòu)成，用于選取該準(zhǔn)相位匹配晶體其中的一光柵周期區(qū)間作非線性波長轉(zhuǎn)換。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體、一溫度調(diào)控器及一微米傳動(dòng)器所構(gòu)成，用于調(diào)控該準(zhǔn)相位匹配晶體于特定溫度，并用于選取該準(zhǔn)相位匹配晶體其中的一光柵周期區(qū)間作非線性波長轉(zhuǎn)換。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)可由一對激光腔鏡組成的直式共振腔，其用于共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)可由一激光腔鏡與一設(shè)置于該波長轉(zhuǎn)換器所使用的準(zhǔn)相位匹配晶體的激光輸出端面的適當(dāng)反射或穿透光學(xué)介電鍍膜鏡而組成的直式共振腔，其是用于共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)是可由一設(shè)置于該波長轉(zhuǎn)換器所使用的準(zhǔn)相位匹配晶體的激光泵端面的適當(dāng)反射或穿透光學(xué)介電鍍膜鏡與一激光腔鏡而組成的直式共振腔，其是用于共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)是可由一對分別設(shè)置于該波長轉(zhuǎn)換器所使用的準(zhǔn)相位匹配晶體的激光泵端面與激光輸出端面的適當(dāng)反射或穿透光學(xué)介電鍍膜鏡而組成的直式共振腔，其是用于共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)是可由四個(gè)激光腔鏡組成的環(huán)式共振腔，其是用于單向共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)的架構(gòu)可為一準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩(OPO)器，用于產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)的架構(gòu)可為一準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩(OPO)器串級一非線性波長轉(zhuǎn)換器，用于產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，該非線性波長轉(zhuǎn)換器可以倍頻(SHG)技術(shù)制作而成。
根據(jù)上述構(gòu)想，該非線性波長轉(zhuǎn)換器可以合頻(SFG)技術(shù)制作而成。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器還包含一個(gè)準(zhǔn)相位匹配晶體作為準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩(OPO)增益體，另外至少一個(gè)準(zhǔn)相位匹配晶體作為非線性波長轉(zhuǎn)換增益體。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器還包含一個(gè)準(zhǔn)相位匹配晶體作為準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩(OPO)增益體，另外至少一個(gè)非線性晶體作為非線性波長轉(zhuǎn)換增益體。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器所使用的準(zhǔn)相位匹配晶體可為周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(Periodically Poled Lithium Niobate，PPLN)晶體。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可為一單一準(zhǔn)相位匹配晶體，其包含多個(gè)不同光柵周期并列制作而成，以作為提供多種準(zhǔn)相位匹配方式選擇的光參量振蕩(OPO)增益體。
根據(jù)上述構(gòu)想，該單一準(zhǔn)相位匹配晶體，其任一列光柵周期區(qū)間還包含有多個(gè)不同光柵周期區(qū)，以作為提供多種準(zhǔn)相位匹配方式選擇的光參量振蕩(OPO)增益體及多種非線性波長轉(zhuǎn)換方式選擇的增益體。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可為一單一準(zhǔn)相位匹配晶體，其包含多個(gè)不同光柵周期區(qū)段串級制作而成，其中一第一光柵周期區(qū)段作為準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩(OPO)增益體，第二或其他光柵周期區(qū)段作為非線性波長轉(zhuǎn)換增益體。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是在29.7-30.5微米范圍，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米，另一第三光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是在29.7-30.5微米范圍，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米，另一第三光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其是并列兩串級光柵周期區(qū)段，其中第一列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米；而第二列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釩酸釔(Nd:YVO)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其是并列兩串級光柵周期區(qū)段，其中第一列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米；而第二列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的一種激光系統(tǒng)裝置，特別是適用于醫(yī)學(xué)光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用激光光源，該激光系統(tǒng)裝置包含一激光泵源，其發(fā)射至少一個(gè)特定激光光波長，用于泵一激光共振腔系統(tǒng)內(nèi)的一激光增益體；一激光增益體，用于吸收該激光泵源所發(fā)射的特定波長激光光并可因受激激發(fā)而產(chǎn)生另一特定波長的光子。一波長轉(zhuǎn)換器，其利用準(zhǔn)相位匹配(QPM)技術(shù)，用于轉(zhuǎn)換該激光增益體所受激激發(fā)的特定光子波長至至少一個(gè)適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的光子波長；一激光共振腔系統(tǒng)，其系統(tǒng)內(nèi)置有該激光增益體及該波長轉(zhuǎn)換器，用于共振產(chǎn)生該激光增益體經(jīng)該激光泵源泵后受激放大的特定波長激光并以此激光于系統(tǒng)內(nèi)泵該波長轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與強(qiáng)度輸出；以及一光學(xué)傳輸輸出器，其用于接收及傳輸該激光共振腔系統(tǒng)輸出的激光光，并通過其末端的光學(xué)輸出裝置，對至少一特定目標(biāo)點(diǎn)輸出照射。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源與該激光共振腔系統(tǒng)之間還包含至少一個(gè)偶合透鏡，以使該激光泵源得以經(jīng)由該至少一個(gè)偶合透鏡進(jìn)入該激光共振腔系統(tǒng)。
根據(jù)上述構(gòu)想，該偶合透鏡可選擇性地鍍有泵激光波長抗反射膜以及具有特定曲率焦距，以接收與偶合該激光泵源的泵能量進(jìn)入該激光共振腔系統(tǒng)。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該光學(xué)傳輸輸出器，其是由至少一條光纖作為激光傳輸及至少一根光筆作為激光輸出所組成。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)與該光學(xué)傳輸輸出器之間可以光纖尾纖(fiber pigtail)技術(shù)偶合。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)與該光學(xué)傳輸輸出器之間還包含一透鏡偶合系統(tǒng)，其是具有至少一個(gè)透鏡，用于有效偶合該激光共振腔系統(tǒng)輸出的激光光進(jìn)入一光學(xué)傳輸輸出器。
根據(jù)上述構(gòu)想，該透鏡偶合系統(tǒng)與該光學(xué)傳輸輸出器之間可以光纖尾纖(fiber pigtail)技術(shù)偶合。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體所構(gòu)成。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體及一溫度調(diào)控器所構(gòu)成，用于調(diào)控該準(zhǔn)相位匹配晶體于特定溫度。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體及一微米傳動(dòng)器所構(gòu)成，用于選取該準(zhǔn)相位匹配晶體其中的一光柵周期區(qū)間作非線性波長轉(zhuǎn)換。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體、一溫度調(diào)控器及一微米傳動(dòng)器所構(gòu)成，用于調(diào)控該準(zhǔn)相位匹配晶體于特定溫度，并用于選取該準(zhǔn)相位匹配晶體其中的一光柵周期區(qū)間作非線性波長轉(zhuǎn)換。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)是可由一對激光腔鏡組成的直式共振腔，其是用于共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)可由一激光腔鏡與一設(shè)置于該波長轉(zhuǎn)換器所使用的準(zhǔn)相位匹配晶體的激光輸出端面的適當(dāng)反射或穿透光學(xué)介電鍍膜鏡而組成的直式共振腔，其是用于共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)是可由一設(shè)置于該激光增益體的激光泵端面的適當(dāng)反射或穿透光學(xué)介電鍍膜鏡與一激光腔鏡而組成的直式共振腔，其是用于共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)是可由一對分別設(shè)置于該激光增益體的激光泵端面與該波長轉(zhuǎn)換器所使用的準(zhǔn)相位匹配晶體的激光輸出端面的適當(dāng)反射或穿透光學(xué)介電鍍膜鏡而組成的直式共振腔，其是用于共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)可以一直式共振腔偶合該直式共振腔外另一激光腔鏡形成另一非共軸式共振腔，用于共振置于該非共軸式共振腔內(nèi)的該激光增益體產(chǎn)生一特定波長激光，該特定波長激光于行經(jīng)其直式共振腔內(nèi)時(shí)，是轉(zhuǎn)以直式共振軸方向泵該波長轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長，其功率并于該直式共振腔內(nèi)共振放大。
根據(jù)上述構(gòu)想，該激光共振腔系統(tǒng)其直式共振腔外的另一激光腔鏡可為一設(shè)置于該激光增益體的激光泵端面的適當(dāng)反射或穿透光學(xué)介電鍍膜鏡。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)可由四個(gè)激光腔鏡組成的環(huán)式共振腔，其是用于單向共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)的架構(gòu)可為一準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩(OPO)器，用于產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光共振腔系統(tǒng)的架構(gòu)可為一準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩(OPO)器串級一非線性波長轉(zhuǎn)換器，用于產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，該非線性波長轉(zhuǎn)換器可以倍頻(SHG)技術(shù)制作而成。
根據(jù)上述構(gòu)想，該非線性波長轉(zhuǎn)換器可以合頻(SFG)技術(shù)制作而成。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器還包含一個(gè)準(zhǔn)相位匹配晶體作為準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩(OPO)增益體，另外至少一個(gè)準(zhǔn)相位匹配晶體作為非線性波長轉(zhuǎn)換增益體。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器還包含一個(gè)準(zhǔn)相位匹配晶體作為準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩(OPO)增益體，另外至少一個(gè)非線性晶體作為非線性波長轉(zhuǎn)換增益體。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器所使用的準(zhǔn)相位匹配晶體可為周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(Periodically Poled Lithium Niobate，PPLN)晶體。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可為一單一準(zhǔn)相位匹配晶體，其包含多個(gè)不同光柵周期并列制作而成，以作為提供多種準(zhǔn)相位匹配方式選擇的光參量振蕩(OPO)增益體。
根據(jù)上述構(gòu)想，該單一準(zhǔn)相位匹配晶體，其任一列光柵周期區(qū)間還包含有多個(gè)不同光柵周期區(qū)，以作為提供多種準(zhǔn)相位匹配方式選擇的光參量振蕩(OPO)增益體及多種非線性波長轉(zhuǎn)換方式選擇的增益體。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可為一單一準(zhǔn)相位匹配晶體，其包含多個(gè)不同光柵周期區(qū)段串級制作而成，其中一第一光柵周期區(qū)段作為準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩(OPO)增益體，第二或其他光柵周期區(qū)段作為非線性波長轉(zhuǎn)換增益體。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長808奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長809奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長808奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長809奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長808奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是在29.7-30.5微米范圍，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米，另一第三光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長809奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是在29.7-30.5微米范圍，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米，另一第三光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長808奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其是并列兩串級光柵周期區(qū)段，其中第一列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米；而第二列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長809奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其是并列兩串級光柵周期區(qū)段，其中第一列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米；而第二列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)本發(fā)明再一方面的一種激光系統(tǒng)裝置，特別是適用于醫(yī)學(xué)光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用激光光源，該激光系統(tǒng)裝置是包含一激光泵源，其是發(fā)射至少一個(gè)特定激光光波長，用于泵一波長轉(zhuǎn)換器；一波長轉(zhuǎn)換器，其是利用準(zhǔn)相位匹配(QPM)技術(shù)，用于轉(zhuǎn)換該激光泵源所發(fā)射的特定激光光波長至至少一個(gè)適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長；以及一光學(xué)傳輸輸出器，其是用于接收及傳輸該激光共振腔系統(tǒng)輸出的激光光，并通過其末端的光學(xué)輸出裝置，對至少一特定目標(biāo)點(diǎn)輸出照射。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源與該波長轉(zhuǎn)換器之間還包含至少一個(gè)偶合透鏡，以使該激光泵源得以經(jīng)由該至少一個(gè)偶合透鏡進(jìn)入該激光共振腔系統(tǒng)。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該偶合透鏡可選擇性地鍍有泵激光波長抗反射膜以及具有特定曲率焦距，以接收與偶合該激光泵源的泵能量進(jìn)入該波長轉(zhuǎn)換器。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該光學(xué)傳輸輸出器，其是由至少一條光纖作為激光傳輸及至少一根光筆作為激光輸出所組成。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器與該光學(xué)傳輸輸出器之間可以光纖尾纖(fiber pigtail)技術(shù)偶合。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器與該光學(xué)傳輸輸出器之間還包含一透鏡偶合系統(tǒng)，其是具有至少一個(gè)透鏡，用于有效偶合該波長轉(zhuǎn)換器輸出的激光光進(jìn)入一光學(xué)傳輸輸出器。
根據(jù)上述構(gòu)想，該透鏡偶合系統(tǒng)與該光學(xué)傳輸輸出器之間可以光纖尾纖(fiber pigtail)技術(shù)偶合。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體所構(gòu)成。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體及一溫度調(diào)控器所構(gòu)成，用于調(diào)控該準(zhǔn)相位匹配晶體于特定溫度。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體及一微米傳動(dòng)器所構(gòu)成，用于選取該準(zhǔn)相位匹配晶體其中的一光柵周期區(qū)間作非線性波長轉(zhuǎn)換。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體、一溫度調(diào)控器及一微米傳動(dòng)器所構(gòu)成，用于調(diào)控該準(zhǔn)相位匹配晶體于特定溫度，并用于選取該準(zhǔn)相位匹配晶體其中的一光柵周期區(qū)間作非線性波長轉(zhuǎn)換。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置其架構(gòu)可為一準(zhǔn)相位匹配光參量產(chǎn)生(OPG)器，用于產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置其架構(gòu)可為一準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩(OPO)器串級一非線性波長轉(zhuǎn)換器，用于產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長與功率。
根據(jù)上述構(gòu)想，該非線性波長轉(zhuǎn)換器可以倍頻(SHG)技術(shù)制作而成。
根據(jù)上述構(gòu)想，該非線性波長轉(zhuǎn)換器可以合頻(SFG)技術(shù)制作而成。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器還包含一個(gè)準(zhǔn)相位匹配晶體作為準(zhǔn)相位匹配光參量產(chǎn)生(OPG)增益體，另外至少一個(gè)準(zhǔn)相位匹配晶體作為非線性波長轉(zhuǎn)換增益體。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器還包含一個(gè)準(zhǔn)相位匹配晶體作為準(zhǔn)相位匹配光參量產(chǎn)生(OPG)增益體，另外至少一個(gè)非線性晶體作為非線性波長轉(zhuǎn)換增益體。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器所使用的準(zhǔn)相位匹配晶體可為周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(Periodically Poled Lithium Niobate，PPLN)晶體。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可為一單一準(zhǔn)相位匹配晶體，其包含多個(gè)不同光柵周期并列制作而成，以作為提供多種準(zhǔn)相位匹配方式選擇的光參量產(chǎn)生(OPG)增益體。
根據(jù)上述構(gòu)想，該單一準(zhǔn)相位匹配晶體，其任一列光柵周期區(qū)間還包含有多個(gè)不同光柵周期區(qū)，以作為提供多種準(zhǔn)相位匹配方式選擇的光參量產(chǎn)生(OPG)增益體及多種非線性波長轉(zhuǎn)換方式選擇的增益體。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該波長轉(zhuǎn)換器可為一單一準(zhǔn)相位匹配晶體，其包含多個(gè)不同光柵周期區(qū)段串級制作而成，其中一第一光柵周期區(qū)段作為準(zhǔn)相位匹配光參量產(chǎn)生(OPG)增益體，第二或其他光柵周期區(qū)段作為非線性波長轉(zhuǎn)換增益體。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是在29.7-30.5微米范圍，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米，另一第三光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是在29.7-30.5微米范圍，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米，另一第三光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其是并列兩串級光柵周期區(qū)段，其中第一列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米；而第二列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
根據(jù)上述構(gòu)想，激光系統(tǒng)裝置中該激光泵源可為一摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，又其是并列兩串級光柵周期區(qū)段，其中第一列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米；而第二列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
(4)


本發(fā)明借助下列附圖及詳細(xì)說明可獲得一更深入的了解。
圖1是本發(fā)明光動(dòng)力治療及診斷激光系統(tǒng)裝置示意圖。
圖2是本發(fā)明光動(dòng)力治療及診斷激光系統(tǒng)中準(zhǔn)相位匹配晶體的第一較佳結(jié)構(gòu)例示意圖。
圖3是本發(fā)明光動(dòng)力治療及診斷激光系統(tǒng)中準(zhǔn)相位匹配晶體的第二較佳結(jié)構(gòu)例示意圖。
圖4是本發(fā)明光動(dòng)力治療及診斷激光系統(tǒng)中準(zhǔn)相位匹配晶體的第三較佳結(jié)構(gòu)例示意圖。
圖5是本發(fā)明光動(dòng)力治療及診斷激光系統(tǒng)的第一較佳實(shí)施例示意圖。
圖6是本發(fā)明光動(dòng)力治療及診斷激光系統(tǒng)的第二較佳實(shí)施例示意圖。
圖7是本發(fā)明光動(dòng)力治療及診斷激光系統(tǒng)的第三較佳實(shí)施例示意圖。
圖8是本發(fā)明光動(dòng)力治療及診斷激光系統(tǒng)的第四較佳實(shí)施例示意圖。
(5)具體實(shí)施方式
本發(fā)明揭示的光動(dòng)力治療及診斷激光系統(tǒng)裝置，是如圖1所示，至少包含一激光系統(tǒng)2、一透鏡偶合系統(tǒng)8及一光學(xué)傳輸輸出器10、12。其中該激光系統(tǒng)2是由一泵激光4、一偶合透鏡5及一波長轉(zhuǎn)換器6所組成。該波長轉(zhuǎn)換器6是用于轉(zhuǎn)換該泵激光4所發(fā)射的特定波長至至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)或診斷(PDD)用的激光光波長。該轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的激光光再經(jīng)由該透鏡偶合系統(tǒng)8有效地聚焦進(jìn)入該光學(xué)傳輸輸出器的光纖10傳輸至該光學(xué)傳輸輸出器的光筆系統(tǒng)12作適當(dāng)?shù)木劢购筝敵鲋撂囟ǖ哪繕?biāo)點(diǎn)，例如施以光敏藥物的腫瘤組織。本光動(dòng)力治療及診斷激光系統(tǒng)裝置還可省卻該透鏡偶合系統(tǒng)8，而以光纖尾纖(fiber pigtail)技術(shù)直接偶合該激光系統(tǒng)2的激光輸出至該光學(xué)傳輸輸出器10、12。
請參照圖2至圖4，其是本發(fā)明光動(dòng)力治療及診斷激光系統(tǒng)裝置的波長轉(zhuǎn)換器6所采用的準(zhǔn)相位匹配晶體14、20、28的較佳結(jié)構(gòu)例。請參照圖2，該準(zhǔn)相位匹配晶體14為一單塊(monolithic)串級式光柵周期的準(zhǔn)相位匹配晶體，其是由一第一光柵周期區(qū)16與一第二光柵周期區(qū)18的準(zhǔn)相位匹配晶體所構(gòu)成。該串級式準(zhǔn)相位匹配光柵周期結(jié)構(gòu)是以接續(xù)的兩種非線性波長轉(zhuǎn)換過程來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換該泵激光4所發(fā)射的特定波長至至少一種適用于光動(dòng)力治療(PDT)或診斷(PDD)用的激光光波長。于實(shí)際實(shí)施時(shí)，該準(zhǔn)相位匹配晶體14可以是一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，該第一光柵周期區(qū)16的晶格極化反轉(zhuǎn)周期可為29.7微米，以作為一泵激光波長是為1064奈米的光學(xué)參量增益體，產(chǎn)生一波長是為1562.7奈米的信號(signal)光及其一伴隨產(chǎn)生的波長是為3334.1奈米的閑置(idler)光。而該第二光柵周期區(qū)18的晶格極化反轉(zhuǎn)周期可為11.3微米，以作為一合頻產(chǎn)生(SFG)的非線性光學(xué)介質(zhì)，產(chǎn)生由該波長1064奈米的泵激光光與該第一光柵周期區(qū)16光學(xué)參量產(chǎn)生的該波長1562.7奈米的信號(signal)光合頻的波長633奈米光。該波長633奈米光是適用于激發(fā)五-氨基酮戊酸或血衍生物等光動(dòng)力治療(PDT)用光敏劑的激光光波長之一。另外，同上述實(shí)施架構(gòu)下，該第一光柵周期區(qū)16的晶格極化反轉(zhuǎn)周期又可為30.5微米，以為光學(xué)參量產(chǎn)生波長1683.8奈米的信號(signal)光。而該第二光柵周期區(qū)18的晶格極化反轉(zhuǎn)周期又可為12.4微米，以為該泵光與該信號光的合頻產(chǎn)生波長652奈米光，是為另一適用于另一光敏感物質(zhì)Foscan的光動(dòng)力治療(PDT)用激光光波長之一。
請?jiān)賲⒄請D3，本發(fā)明激光系統(tǒng)裝置的波長轉(zhuǎn)換器6，其所采用的準(zhǔn)相位匹配晶體的另一較佳實(shí)施結(jié)構(gòu)是為該準(zhǔn)相位匹配晶體20為一單塊(monolithic)串級式光柵周期的準(zhǔn)相位匹配晶體，其是由一第一光柵周期區(qū)22、一第二光柵周期區(qū)24及一第三光柵周期區(qū)26的準(zhǔn)相位匹配晶體所構(gòu)成。該串級式準(zhǔn)相位匹配光柵周期結(jié)構(gòu)是以接續(xù)的至少兩種非線性波長轉(zhuǎn)換過程來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換該泵激光4所發(fā)射的特定波長至至少一種適用于光動(dòng)力治療(PDT)或診斷(PDD)用的激光光波長。于實(shí)際實(shí)施時(shí)，該準(zhǔn)相位匹配晶體20可以是一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)晶體，該第一光柵周期區(qū)22的晶格極化反轉(zhuǎn)周期可為29.7至30.5微米之間，以作為一泵激光波長是為1064奈米的光學(xué)參量增益體，并于該準(zhǔn)相位匹配晶體20的一第一溫度時(shí)產(chǎn)生一波長是為1562.7奈米或一第二溫度時(shí)產(chǎn)生一波長是為1683.8奈米的信號(signal)光及其一伴隨產(chǎn)生的波長是為3334.1奈米(于該第一溫度時(shí))或2890.6奈米(于該第二溫度時(shí))的閑置(idler)光。而該第二光柵周期區(qū)24的晶格極化反轉(zhuǎn)周期可為11.3微米，以作為一合頻產(chǎn)生(SFG)的非線性光學(xué)介質(zhì)，產(chǎn)生由該波長1064奈米的泵激光光與該第一光柵周期區(qū)22于該第一溫度時(shí)光學(xué)參量產(chǎn)生的該波長1562.7奈米的信號(signal)光合頻的波長633奈米光。而該第三光柵周期區(qū)26的晶格極化反轉(zhuǎn)周期可為12.4微米，以作為一合頻產(chǎn)生(SFG)的非線性光學(xué)介質(zhì)，產(chǎn)生由該波長1064奈米的泵激光光與該第一光柵周期區(qū)22于該第二溫度時(shí)光學(xué)參量產(chǎn)生的該波長1683.8奈米的信號(signal)光合頻的波長652奈米光。該波長633奈米與652奈米光是如上述適用于光動(dòng)力治療(PDT)用的激光光波長。
請?jiān)賲⒄請D4，本發(fā)明激光系統(tǒng)裝置的波長轉(zhuǎn)換器6，其所采用的準(zhǔn)相位匹配晶體的又一較佳實(shí)施結(jié)構(gòu)是為該準(zhǔn)相位匹配晶體28為一單塊(monolithic)并列式光柵周期的準(zhǔn)相位匹配晶體，其是由多個(gè)同前述的準(zhǔn)相位匹配晶體14結(jié)構(gòu)于單塊晶體上所并列構(gòu)成。顯見，該并列式準(zhǔn)相位匹配光柵周期結(jié)構(gòu)，其任一列是為一單個(gè)串級式光柵周期的準(zhǔn)相位匹配晶體14，該結(jié)構(gòu)的功能、原理與實(shí)施應(yīng)用已如前例所詳述，在此不再贅述。于實(shí)際實(shí)施時(shí)，該準(zhǔn)相位匹配晶體28的一第一列其一第一光柵周期區(qū)的晶格極化反轉(zhuǎn)周期可為29.7微米，而其一第二光柵周期區(qū)的晶格極化反轉(zhuǎn)周期可為11.3微米。又準(zhǔn)相位匹配晶體28的一第二列其一第一光柵周期區(qū)的晶格極化反轉(zhuǎn)周期可為30.5微米，而其一第二光柵周期區(qū)的晶格極化反轉(zhuǎn)周期可為12.4微米。依前例所述，于該泵激光4所發(fā)射的特定波長是為1064奈米時(shí)，入射該第一列與入射該第二列將分別產(chǎn)生一波長為633奈米及一波長為652奈米的激光光。因該并列式光柵周期的準(zhǔn)相位匹配晶體28，其是由多個(gè)串級式光柵周期的準(zhǔn)相位匹配晶體14所構(gòu)成，其將可產(chǎn)生多個(gè)適用于光動(dòng)力治療(PDT)或診斷(PDD)用的激光光波長。
本發(fā)明所揭示結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)相位匹配晶體14、20、28，其優(yōu)點(diǎn)是利用準(zhǔn)相位匹配結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)及加工特性，得以轉(zhuǎn)換任一可獲得的泵激光其發(fā)射的特定波長原先并不適用于光動(dòng)力治療(PDT)或診斷(PDD)。因此，本發(fā)明將使得高品質(zhì)、合適功率的泵激光光源不受限于其原有的特定發(fā)射的波長與傳統(tǒng)非線性波長轉(zhuǎn)換能力的不足，得以應(yīng)用在光動(dòng)力治療及診斷上，提升診斷的準(zhǔn)確度與靈敏度及治療的廣泛性與徹底性。
請參照圖5至圖8，其是本發(fā)明光動(dòng)力治療及診斷激光系統(tǒng)裝置中該激光系統(tǒng)2的較佳實(shí)施例。如前所述，該激光系統(tǒng)2是由該泵激光4及該波長轉(zhuǎn)換器6所組成。而該波長轉(zhuǎn)換器6，其較佳實(shí)施結(jié)構(gòu)是以準(zhǔn)相位匹配晶體14、20、28所構(gòu)成，用于轉(zhuǎn)換該泵激光4所發(fā)射的特定波長至至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)或診斷(PDD)用的激光光波長。圖5至圖8所舉激光系統(tǒng)2的較佳實(shí)施例中，一波長轉(zhuǎn)換器39、51、63、79還包含一激光共振腔系統(tǒng)用于增加一準(zhǔn)相位匹配晶體44、56、72、90經(jīng)一泵激光38、50、62、78經(jīng)由一偶合透鏡43、55、71、87適當(dāng)集束泵產(chǎn)生適用于光動(dòng)力治療(PDT)或診斷(PDD)用的激光光強(qiáng)度輸出。該激光共振腔系統(tǒng)可由一對激光共振腔鏡40、42組成的直式共振腔，如圖5所示，或由一對分別設(shè)置于該準(zhǔn)相位匹配晶體56的激光泵端面與激光輸出端面的適當(dāng)反射或穿透光學(xué)介電鍍膜鏡52、54而組成的直式共振腔，如圖6所示。該激光共振腔系統(tǒng)是用于共振該準(zhǔn)相位匹配晶體44、56經(jīng)該泵激光38、50經(jīng)由一偶合透鏡43、55適當(dāng)集束泵產(chǎn)生的至少一激光光波長。當(dāng)該準(zhǔn)相位匹配晶體44、56的實(shí)施結(jié)構(gòu)是與前述準(zhǔn)相位匹配晶體14、20、28相同或其類似時(shí)；如前述該準(zhǔn)相位匹配晶體14、20、28的實(shí)施例說明，該共振產(chǎn)生的激光光波長可經(jīng)該準(zhǔn)相位匹配晶體44、56的另一非線性波長轉(zhuǎn)換過程產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)或診斷(PDD)用的激光光波長。又本實(shí)施例中，該準(zhǔn)相位匹配晶體44、56是安置于一溫度控制器46、58上，使其晶體溫度得以調(diào)變并控制在至少一個(gè)定值，用于準(zhǔn)確產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)或診斷(PDD)用的激光光波長。該溫度控制器46、58更是安置于一微米傳動(dòng)器48、60所傳動(dòng)的平臺上，使得該準(zhǔn)相位匹配晶體44、56的多種光柵周期結(jié)構(gòu)；特別是如所舉并列式光柵周期結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)相位匹配晶體28，得以被依序泵而依序產(chǎn)生多種的一適用于光動(dòng)力治療(PDT)或診斷(PDD)用的激光光波長。
圖7是所舉激光系統(tǒng)2的另一較佳實(shí)施例，其中該波長轉(zhuǎn)換器63所包含的激光共振腔系統(tǒng)是由四個(gè)激光腔鏡64、66、68、70所組成的環(huán)式共振腔，其是用于單向共振該準(zhǔn)相位匹配晶體72經(jīng)該泵激光62泵產(chǎn)生的至少一激光光波長。本較佳實(shí)施例中所使用的泵激光62、偶合透鏡71、準(zhǔn)相位匹配晶體72、溫度控制器74、微米傳動(dòng)器76，其功能、原理與實(shí)施應(yīng)用皆與上例所述相同，在此不再贅述。
就上述所舉實(shí)施例中，直式共振腔因系統(tǒng)較為簡單，故有較低的系統(tǒng)損失及泵閥值等優(yōu)點(diǎn)。而環(huán)式共振腔因使用四面激光腔鏡，系統(tǒng)損失率較高，因此泵閥值也變高，然而其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是輸出為高品質(zhì)的單縱模光，激光線寬約可數(shù)十倍小于直式共振腔系統(tǒng)。
圖8是所舉激光系統(tǒng)2的又一較佳實(shí)施例，其中該波長轉(zhuǎn)換器79所包含的激光共振腔系統(tǒng)是由一對激光共振腔鏡84、86所組成的一直式共振腔，其偶合該直式共振腔外另一激光腔鏡82形成另一非共軸式共振腔(亦即由激光腔鏡82、84所組成)。該非共軸式共振腔是用于共振一激光增益體80經(jīng)該泵激光78泵產(chǎn)生的一特定波長激光。經(jīng)由一特定波長反射鏡88，該特定波長激光于行經(jīng)該直式共振腔內(nèi)時(shí)，是轉(zhuǎn)以直式共振軸方向泵該準(zhǔn)相位匹配晶體90產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療(PDT)及診斷(PDD)用的激光光波長，其功率并于該直式共振腔內(nèi)共振放大。本較佳實(shí)施例中所使用的偶合透鏡87、準(zhǔn)相位匹配晶體90、溫度控制器92、微米傳動(dòng)器94，其功能、原理與實(shí)施應(yīng)用皆與上例所述相同，在此不再贅述。
此外，因圖8所舉的較佳實(shí)施例是以所謂腔內(nèi)泵方式泵該準(zhǔn)相位匹配晶體90，相較于前述圖5至圖7所舉的較佳實(shí)施例是以腔外泵方式，其優(yōu)點(diǎn)為系統(tǒng)對整體泵功率的需求較低，因此轉(zhuǎn)換效率較高。但也因本較佳實(shí)施結(jié)構(gòu)包含一非共軸式共振腔，結(jié)構(gòu)較一般直式共振腔復(fù)雜且系統(tǒng)對光也將較困難。
于實(shí)際實(shí)施時(shí)，該泵激光38、50、62可為一約11瓦、波長1064奈米的摻釹激光，或該泵激光78可為一約25瓦、波長808奈米的半導(dǎo)體激光，而該激光增益體80可為一摻釹激光晶體(如摻釹釔鋁石榴石晶體)。又該波長轉(zhuǎn)換 39、51、63、79中的準(zhǔn)相位匹配晶體44、56、72、90可為該準(zhǔn)相位匹配晶體14的結(jié)構(gòu)，當(dāng)其第一光柵周期區(qū)16的晶格極化反轉(zhuǎn)周期為29.7微米、長度為五公分，而其第二光柵周期區(qū)18的晶格極化反轉(zhuǎn)周期為11.3微米、長度為一公分時(shí)，該激光系統(tǒng)2將產(chǎn)生約2瓦的633奈米激光光，其是適用于光動(dòng)力治療(PDT)用的激光光波長與功率。
綜上所述，本發(fā)明提供一種激光系統(tǒng)裝置，利用準(zhǔn)相位匹配技術(shù)實(shí)現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換及波長可調(diào)的激光產(chǎn)生，并以巧思設(shè)計(jì)的激光共振腔系統(tǒng)增加激光的輸出功率強(qiáng)度，確實(shí)已符合醫(yī)用光動(dòng)力診斷及光動(dòng)力治療系統(tǒng)渴需的高品質(zhì)波長可調(diào)的激光源要求，對于提升診斷的準(zhǔn)確度與靈敏度及治療的廣泛性與徹底性極具貢獻(xiàn)，因此可實(shí)現(xiàn)發(fā)展本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種激光系統(tǒng)裝置，特別是適用于醫(yī)學(xué)光動(dòng)力治療及診斷用激光光源，其特征在于，該激光系統(tǒng)裝置包含一激光泵源，發(fā)射至少一個(gè)特定激光光波長，用于泵一激光共振腔系統(tǒng)內(nèi)的一波長轉(zhuǎn)換器；一波長轉(zhuǎn)換器，其是利用準(zhǔn)相位匹配技術(shù)，用于轉(zhuǎn)換該激光泵源所發(fā)射的特定激光光波長至至少一個(gè)適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長；一激光共振腔系統(tǒng)，其腔內(nèi)置有該波長轉(zhuǎn)換器，用于增加該波長轉(zhuǎn)換器經(jīng)該激光泵源泵產(chǎn)生適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光強(qiáng)度輸出；以及一光學(xué)傳輸輸出器，用于接收及傳輸該激光共振腔系統(tǒng)輸出的激光光，并通過其末端的光學(xué)輸出裝置，對至少一特定目標(biāo)點(diǎn)輸出照射。
2.如權(quán)利要求1所述的激光系統(tǒng)裝置，其特征在于該激光泵源與該激光共振腔系統(tǒng)之間還包含至少一個(gè)偶合透鏡，以使該激光泵源得以經(jīng)由該至少一個(gè)偶合透鏡進(jìn)入該激光共振腔系統(tǒng)，而該偶合透鏡可選擇性地鍍有泵激光波長抗反射膜以及具有特定曲率焦距，以接收與偶合該激光泵源的泵能量進(jìn)入該激光共振腔系統(tǒng)；該光學(xué)傳輸輸出器，其是由至少一條光纖作為激光傳輸及至少一根光筆作為激光輸出所組成，而該激光共振腔系統(tǒng)與該光學(xué)傳輸輸出器之間是以光纖尾纖技術(shù)偶合；及/或該激光共振腔系統(tǒng)與該光學(xué)傳輸輸出器之間還包含一透鏡偶合系統(tǒng)，其具有至少一個(gè)透鏡，用于有效偶合該激光共振腔系統(tǒng)輸出的激光光進(jìn)入該光學(xué)傳輸輸出器，而該透鏡偶合系統(tǒng)與該光學(xué)傳輸輸出器之間是以光纖尾纖技術(shù)偶合。
3.如權(quán)利要求1所述的激光系統(tǒng)裝置，其特征在于，該波長轉(zhuǎn)換器是由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體所構(gòu)成；是由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體及一溫度調(diào)控器所構(gòu)成，用于調(diào)控該準(zhǔn)相位匹配晶體于特定溫度；是由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體及一微米傳動(dòng)器所構(gòu)成，用于選取該準(zhǔn)相位匹配晶體其中的一光柵周期區(qū)間作非線性波長轉(zhuǎn)換；或是由至少一準(zhǔn)相位匹配晶體、一溫度調(diào)控器及一微米傳動(dòng)器所構(gòu)成，用于調(diào)控該準(zhǔn)相位匹配晶體于特定溫度，并用于選取該準(zhǔn)相位匹配晶體其中的一光柵周期區(qū)間作非線性波長轉(zhuǎn)換。
4.如權(quán)利要求1所述的激光系統(tǒng)裝置，其特征在于，該激光共振腔系統(tǒng)是由一對激光腔鏡組成的直式共振腔，其是用于共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長與功率；是由一激光腔鏡與一設(shè)置于該波長轉(zhuǎn)換器所使用的準(zhǔn)相位匹配晶體的激光輸出端面的適當(dāng)反射或穿透光學(xué)介電鍍膜鏡而組成的直式共振腔，其是用于共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長與功率；是由一設(shè)置于該波長轉(zhuǎn)換器所使用的準(zhǔn)相位匹配晶體的激光泵端面的適當(dāng)反射或穿透光學(xué)介電鍍膜鏡與一激光腔鏡而組成的直式共振腔，其是用于共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長與功率；是由一對分別設(shè)置于該波長轉(zhuǎn)換器所使用的準(zhǔn)相位匹配晶體的激光泵端面與激光輸出端面的適當(dāng)反射或穿透光學(xué)介電鍍膜鏡而組成的直式共振腔，其是用于共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長與功率；或是由四個(gè)激光腔鏡組成的環(huán)式共振腔，其是用于單向共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長與功率。
5.如權(quán)利要求1所述的激光系統(tǒng)裝置，其特征在于，該激光共振腔系統(tǒng)的架構(gòu)是為一準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩器，用于產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長與功率，其中該激光共振腔系統(tǒng)內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換器是為一單一準(zhǔn)相位匹配晶體，其包含多個(gè)不同光柵周期并列制作而成，以作為提供多種準(zhǔn)相位匹配方式選擇的光參量振蕩增益體；或是為一準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩器串級一非線性波長轉(zhuǎn)換器，用于產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長與功率，而該非線性波長轉(zhuǎn)換器是以倍頻技術(shù)或合頻技術(shù)制作而成，其中該激光共振腔系統(tǒng)內(nèi)的波長轉(zhuǎn)換器是為一單一準(zhǔn)相位匹配晶體，其包含多個(gè)不同光柵周期區(qū)段串級制作而成，其中一第一光柵周期區(qū)段作為準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩增益體，第二或其他光柵周期區(qū)段作為非線性波長轉(zhuǎn)換增益體，而該單一準(zhǔn)相位匹配晶體，其任一列光柵周期區(qū)間還包含有多個(gè)不同光柵周期區(qū)，以作為提供多種準(zhǔn)相位匹配方式選擇的光參量振蕩增益體及多種非線性波長轉(zhuǎn)換方式選擇的增益體，且其中該波長轉(zhuǎn)換器還包含一個(gè)準(zhǔn)相位匹配晶體作為準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩增益體，另外至少一個(gè)準(zhǔn)相位匹配晶體作為非線性波長轉(zhuǎn)換增益體；或一個(gè)準(zhǔn)相位匹配晶體作為準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩增益體，另外至少一個(gè)非線性晶體作為非線性波長轉(zhuǎn)換增益體。
6.如權(quán)利要求1所述的激光系統(tǒng)裝置，其特征在于，該波長轉(zhuǎn)換器所使用的準(zhǔn)相位匹配晶體是為周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，而該激光泵源是為一摻釹釔鋁石榴石激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米；是為一摻釹釩酸釔激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米；是為一摻釹釔鋁石榴石激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米；是為一摻釹釩酸釔激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米；是為一摻釹釔鋁石榴石激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是在29.7-30.5微米范圍，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米，另一第三光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米；是為一摻釹釩酸釔激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是在29.7-30.5微米范圍，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米，另一第三光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米；是為一摻釹釔鋁石榴石激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其是并列兩串級光柵周期區(qū)段，其中第一列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米；而第二列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米；或是為一摻釹釩酸釔激光發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其是并列兩串級光柵周期區(qū)段，其中第一列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米；而第二列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
7.一種激光系統(tǒng)裝置，特別是適用于醫(yī)學(xué)光動(dòng)力治療及診斷用激光光源，其特征在于，該激光系統(tǒng)裝置包含一激光泵源，發(fā)射至少一個(gè)特定激光光波長，用于泵一激光共振腔系統(tǒng)內(nèi)的一激光增益體；一激光增益體，用于吸收該激光泵源所發(fā)射的特定波長激光光并可因受激激發(fā)而產(chǎn)生另一特定波長的光子。一波長轉(zhuǎn)換器，其是利用準(zhǔn)相位匹配技術(shù)，用于轉(zhuǎn)換該激光增益體所受激激發(fā)的特定光子波長至至少一個(gè)適用于光動(dòng)力治療及診斷用的光子波長一激光共振腔系統(tǒng)，其系統(tǒng)內(nèi)置有該激光增益體及該波長轉(zhuǎn)換器，用于共振產(chǎn)生該激光增益體經(jīng)該激光泵源泵后受激放大的特定波長激光并以此激光于系統(tǒng)內(nèi)泵該波長轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長與強(qiáng)度輸出；以及一光學(xué)傳輸輸出器，其是用于接收及傳輸該激光共振腔系統(tǒng)輸出的激光光，并通過其末端的光學(xué)輸出裝置，對至少一特定目標(biāo)點(diǎn)輸出照射。
8.如權(quán)利要求7所述的激光系統(tǒng)裝置，其特征在于，該激光共振腔系統(tǒng)是由一設(shè)置于該激光增益體的激光泵端面的適當(dāng)反射或穿透光學(xué)介電鍍膜鏡與一激光腔鏡而組成的直式共振腔，其是用于共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長與功率；是由一對分別設(shè)置于該激光增益體的激光泵端面與該波長轉(zhuǎn)換器所使用的準(zhǔn)相位匹配晶體的激光輸出端面的適當(dāng)反射或穿透光學(xué)介電鍍膜鏡而組成的直式共振腔，其是用于共振產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長與功率；或是以一直式共振腔偶合該直式共振腔外另一激光腔鏡形成另一非共軸式共振腔，用于共振置于該非共軸式共振腔內(nèi)的該激光增益體產(chǎn)生一特定波長激光，該特定波長激光于行經(jīng)其直式共振腔內(nèi)時(shí)，是轉(zhuǎn)以直式共振軸方向泵該波長轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長，其功率并于該直式共振腔內(nèi)共振放大，而該激光共振腔系統(tǒng)其直式共振腔外的另一激光腔鏡是為一設(shè)置于該激光增益體的激光泵端面的適當(dāng)反射或穿透光學(xué)介電鍍膜鏡。
9.如權(quán)利要求7所述的激光系統(tǒng)裝置，其特征在于，該激光共振腔系統(tǒng)的架構(gòu)是為一腔內(nèi)準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩器，用于產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長與功率；或是為一腔內(nèi)準(zhǔn)相位匹配光參量振蕩器串級一非線性波長轉(zhuǎn)換器，用于產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長與功率。
10.如權(quán)利要求7所述的激光系統(tǒng)裝置，其特征在于，該激光泵源是為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長808奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釔鋁石榴石晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米；是為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長809奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釩酸釔晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米；是為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長808奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釔鋁石榴石晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米；是為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長809奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釩酸釔晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米；是為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長808奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釔鋁石榴石晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是在29.7-30.5微米范圍，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米，另一第三光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米；是為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長809奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釩酸釔晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其中該第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是在29.7-30.5微米范圍，該第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米，另一第三光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米；是為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長808奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釔鋁石榴石晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其是并列兩串級光柵周期區(qū)段，其中第一列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米；而第二列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米；或是為一半導(dǎo)體激光發(fā)射波長809奈米激光光，用于泵該激光增益體，是為一摻釹釩酸釔晶體發(fā)射波長1.064微米激光光，用于泵該波長轉(zhuǎn)換器，且其中該單一準(zhǔn)相位匹配晶體是為一周期性晶格極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰晶體，又其是并列兩串級光柵周期區(qū)段，其中第一列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為29.7微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為11.3微米；而第二列其第一光柵周期區(qū)段的光柵周期是為30.5微米，其第二光柵周期區(qū)段的光柵周期是為12.4微米。
11.一種激光系統(tǒng)裝置，特別是適用于醫(yī)學(xué)光動(dòng)力治療及診斷用激光光源，其特征在于，該激光系統(tǒng)裝置包含一激光泵源，發(fā)射至少一個(gè)特定激光光波長，用于泵一波長轉(zhuǎn)換器；一波長轉(zhuǎn)換器，其是利用準(zhǔn)相位匹配技術(shù)，用于轉(zhuǎn)換該激光泵源所發(fā)射的特定激光光波長至至少一個(gè)適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長；以及一光學(xué)傳輸輸出器，用于接收及傳輸該激光共振腔系統(tǒng)輸出的激光光，并通過其末端的光學(xué)輸出裝置，對至少一特定目標(biāo)點(diǎn)輸出照射。
12.如權(quán)利要求11所述的激光系統(tǒng)裝置，其特征在于該激光泵源與該波長轉(zhuǎn)換器之間還包含至少一個(gè)偶合透鏡，以使該激光泵源得以經(jīng)由該至少一個(gè)偶合透鏡進(jìn)入該波長轉(zhuǎn)換器；該波長轉(zhuǎn)換器與該光學(xué)傳輸輸出器之間是以光纖尾纖技術(shù)偶合；及/或該波長轉(zhuǎn)換器與該光學(xué)傳輸輸出器之間還包含一透鏡偶合系統(tǒng)，其具有至少一個(gè)透鏡，用于有效偶合該波長轉(zhuǎn)換器輸出的激光光進(jìn)入一光學(xué)傳輸輸出器。
13.如權(quán)利要求11所述的激光系統(tǒng)裝置，其架構(gòu)為一準(zhǔn)相位匹配光參量產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長與功率；或一準(zhǔn)相位匹配光參量產(chǎn)生器串級一非線性波長轉(zhuǎn)換器，用于產(chǎn)生至少一適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長與功率。
14.如權(quán)利要求13所述的激光系統(tǒng)裝置，其特征在于該波長轉(zhuǎn)換器是為一單一準(zhǔn)相位匹配晶體，其包含多個(gè)不同光柵周期并列制作而成，以作為提供多種準(zhǔn)相位匹配方式選擇的光參量產(chǎn)生增益體，或是為一單一準(zhǔn)相位匹配晶體，其包含多個(gè)不同光柵周期區(qū)段串級制作而成，其中一第一光柵周期區(qū)段作為準(zhǔn)相位匹配光參量產(chǎn)生增益體，第二或其他光柵周期區(qū)段作為非線性波長轉(zhuǎn)換增益體，而該單一準(zhǔn)相位匹配晶體，其任一列光柵周期區(qū)間還包含有多個(gè)不同光柵周期區(qū)，以作為提供多種準(zhǔn)相位匹配方式選擇的光參量產(chǎn)生增益體及多種非線性波長轉(zhuǎn)換方式選擇的增益體；該波長轉(zhuǎn)換器還包含一個(gè)準(zhǔn)相位匹配晶體作為準(zhǔn)相位匹配光參量產(chǎn)生增益體，另外至少一個(gè)準(zhǔn)相位匹配晶體作為非線性波長轉(zhuǎn)換增益體；或該波長轉(zhuǎn)換器還包含一個(gè)準(zhǔn)相位匹配晶體作為準(zhǔn)相位匹配光參量產(chǎn)生增益體，另外至少一個(gè)非線性晶體作為非線性波長轉(zhuǎn)換增益體。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種激光系統(tǒng)裝置，特別是適用于醫(yī)學(xué)上光動(dòng)力治療及診斷用激光光源，該激光系統(tǒng)裝置包含一激光泵源，發(fā)射至少一個(gè)特定激光光波長，用于泵一激光共振腔系統(tǒng)內(nèi)的一波長轉(zhuǎn)換器；一波長轉(zhuǎn)換器，其是利用準(zhǔn)相位匹配技術(shù)，用于轉(zhuǎn)換該激光泵源所發(fā)射的特定激光光波長至至少一個(gè)適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光波長；一激光共振腔系統(tǒng)，其腔內(nèi)置有該波長轉(zhuǎn)換器，用于增加該波長轉(zhuǎn)換器經(jīng)該激光泵源泵產(chǎn)生適用于光動(dòng)力治療及診斷用的激光光強(qiáng)度輸出；以及一光學(xué)傳輸輸出器，其是用于接收及傳輸該激光共振腔系統(tǒng)輸出的激光光，并通過其末端的光學(xué)輸出裝置，對至少一特定目標(biāo)點(diǎn)輸出照射。
文檔編號H01S3/00GK1549409SQ03123850
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月13日
發(fā)明者黃衍介, 林彥穎, 陳進(jìn)庭 申請人:應(yīng)用生物光電科技股份有限公司