激光裝置及光聲測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光裝置，進(jìn)一步詳細(xì)而言涉及一種具有包含翠綠寶石晶體的激光棒并進(jìn)行Q開關(guān)脈沖振蕩的激光裝置。并且，本發(fā)明涉及一種包含這種激光裝置的光聲測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為能夠以非侵入方式檢查活體內(nèi)部的狀態(tài)的圖像檢查法的一種，已知有超聲波檢查法。超聲波檢查中使用能夠進(jìn)行超聲波的發(fā)送及接收的超聲波探針。若從超聲波探針向被檢體(活體)發(fā)送超聲波，則該超聲波在活體內(nèi)部前進(jìn)，并在組織界面上反射。由超聲波探針接收該反射超聲波，并根據(jù)反射超聲波返回到超聲波探針為止的時(shí)間來計(jì)算距離，由此能夠?qū)?nèi)部的狀態(tài)進(jìn)行圖像化。
[0003]并且，已知有利用光聲效果對活體的內(nèi)部進(jìn)行圖像化的光聲成像。光聲成像中，一般將激光脈沖等脈沖激光束照射至活體內(nèi)。在活體內(nèi)部，活體組織吸收脈沖激光束的能量，并通過基于該能量的絕熱膨脹而產(chǎn)生超聲波(光聲信號)。由超聲波探頭等檢測該光聲信號，根據(jù)檢測信號構(gòu)成光聲圖像，由此能夠基于光聲信號使活體內(nèi)部可視化。
[0004]在光聲波的測量中，需要照射強(qiáng)度較強(qiáng)的脈沖激光束的情況較多，光源多使用進(jìn)行Q開關(guān)脈沖振蕩的固體激光裝置。激光裝置具有激光棒(激光介質(zhì))及用于激發(fā)激光棒的閃光燈(激發(fā)燈)。并且，激光裝置具有用于Q開關(guān)脈沖振蕩的Q開關(guān)。光聲測量中可使用的激光裝置記載于例如專利文獻(xiàn)I或?qū)＠墨I(xiàn)2中。這些文獻(xiàn)中記載有激光介質(zhì)中使用翠綠寶石晶體的例子。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)I:日本特開2013-089680號公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開2013-074180號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0010]翠綠寶石晶體的受激發(fā)射截面積較小，上能級壽命比較長，因此可適合使用于Q開關(guān)脈沖激光。但是，翠綠寶石晶體是寶石的一種，其本身價(jià)格非常高。因此，為了廉價(jià)制作翠綠寶石激光，必須將翠綠寶石晶體小體積化。
[0011]在將翠綠寶石晶體小體積化的情況下，為了利用Q開關(guān)振蕩得到足以用于光聲的輸出(例如10mJ度以上)和充分的脈沖長度(例如I OOn秒左右以下)，需要將輸出反射鏡的反射率提高至70%左右以上來加強(qiáng)激光的禁閉。然而判明，在該情況下，在諧振器內(nèi)無法將光禁閉至所希望的輸出，會(huì)發(fā)生異常振蕩，Q開關(guān)的防反射涂層(AR(antiref lect1n)涂層)或激光介質(zhì)的AR涂層有可能會(huì)被破壞。即，判明若將翠綠寶石激光小型化，則無法以高輸出、短脈沖使Q開關(guān)正常振蕩。
[0012]并且，判明如下新的事實(shí):若提高反射鏡的反射率來加強(qiáng)激光的禁閉，則即使在被禁閉的狀況下也會(huì)發(fā)生異常振蕩，經(jīng)常會(huì)發(fā)生激光晶體的AR涂層或Q開關(guān)的AR涂層被破壞的情況。這樣的狀況在可靠性方面是很大的問題，并非作為產(chǎn)品可容許的水平。
[0013]另外，Q開關(guān)具有溫度特性，若Q開關(guān)的溫度因周邊環(huán)境的溫度變化或裝置溫度的變化等而發(fā)生變化，則將激光禁閉的(能夠維持為激光振蕩得到抑制的狀態(tài)的)施加電壓發(fā)生變化。得知若溫度變化較大，則無法將激光禁閉而開始從Q開關(guān)中泄漏，在該泄漏時(shí)會(huì)引起巨大能量密度的異常振蕩。由于該巨大能量密度的振蕩會(huì)使Q開關(guān)的AR涂層或翠綠寶石晶體的AR涂層被破壞，因此這成為產(chǎn)品化的重大障礙。
[0014]本發(fā)明鑒于上述情況，其目的在于提供一種激光裝置，在使用翠綠寶石晶體的激光裝置中，即使在小型化的情況下也能夠抑制異常振蕩，且能夠抑$怕開關(guān)或翠綠寶石晶體的AR涂層的破壞。
[0015]并且，本發(fā)明提供一種包含上述激光裝置的光聲測量裝置。
[0016]用于解決技術(shù)課題的手段
[0017]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種激光裝置，其特征在于，具備:激光棒，包含翠綠寶石晶體;激發(fā)光源，向激光棒照射激發(fā)光;諧振器，包含夾住激光棒的一對反射鏡;Q開關(guān)，被插入到諧振器的光路內(nèi)，并控制諧振器的Q值;及無涂層的布儒斯特型偏振器，被插入到激光棒與Q開關(guān)之間及激光棒與一對反射鏡中的一個(gè)之間的至少一方，并使從激光棒射出的光中偏振方向?yàn)橐?guī)定方向的光選擇性透射。
[0018]本發(fā)明的激光裝置中，優(yōu)選諧振器的光路在其范圍內(nèi)被封閉。
[0019]本發(fā)明的激光裝置中，激光棒及Q開關(guān)中的至少一個(gè)可以在其光入射端具有防反射膜。
[0020]Q開關(guān)可以包含普克爾盒，并且可以構(gòu)成為當(dāng)對普克爾盒的施加電壓為第I電壓時(shí)，諧振器的Q值變?yōu)楦哂诩す庹袷庨撝?，?dāng)施加電壓為高于第I電壓的第2電壓時(shí)，諧振器的Q值變?yōu)榧す庹袷庨撝狄韵?。第I電壓例如可以是OV (未施加電壓)，第2電壓例如可以是使普克爾盒作為1/4波片起作用的電壓。
[0021 ]本發(fā)明中，當(dāng)投入能量為20J時(shí)，優(yōu)選使諧振器的Q值變?yōu)榧す庹袷庨撝狄韵碌膶開關(guān)的施加電壓的范圍為0.5kV以上。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)選方式中，偏振器由玻璃板構(gòu)成，所述玻璃板相對于從激光棒射出的光的光軸以布儒斯特角配置。
[0023]本發(fā)明中，當(dāng)投入能量為20J時(shí)，優(yōu)選激光的輸出能量為140mJ以上。
[0024]本發(fā)明的激光裝置中，偏振器可以米用被插入到激光棒與一對反射鏡中的輸出側(cè)的反射鏡之間的結(jié)構(gòu)?；蛘?，偏振器可以是被插入到激光棒與Q開關(guān)之間及激光棒與一對反射鏡中的一個(gè)之間的雙方的結(jié)構(gòu)。
[0025]并且，本發(fā)明提供一種激光裝置，其特征在于，具備:激光棒，包含翠綠寶石晶體；激發(fā)光源，向激光棒照射激發(fā)光;諧振器，包含夾住激光棒的一對反射鏡;Q開關(guān)，被插入到諧振器的光路內(nèi)，并控制諧振器的Q值;及偏振器布儒斯特型偏振器，被插入到激光棒與Q開關(guān)之間及激光棒與一對反射鏡中的一個(gè)之間的至少一方，并使從激光棒射出的光中偏振方向?yàn)橐?guī)定方向的光選擇性透射，所述布儒斯特型偏振器具有將偏振方向?yàn)橐?guī)定方向的光和偏振方向?yàn)榕c規(guī)定方向正交的方向的光分離的膜。
[0026]上述中，Q開關(guān)可以包含普克爾盒，并且可以構(gòu)成為當(dāng)對普克爾盒的施加電壓為第I電壓時(shí)，諧振器的Q值變?yōu)楦哂诩す庹袷庨撝担?dāng)施加電壓為高于第I電壓的第2電壓時(shí)，諧振器的Q值變?yōu)榧す庹袷庨撝狄韵隆?br>[0027]上述激光裝置中，當(dāng)投入能量為20J時(shí)，優(yōu)選使諧振器的Q值變?yōu)榧す庹袷庨撝狄韵碌膶開關(guān)的施加電壓的范圍為2.5kV以上。
[0028]并且，上述激光裝置中，當(dāng)投入能量為20J時(shí)，優(yōu)選激光的輸出能量為140mJ以上。
[0029]本發(fā)明還提供一種光聲測量裝置，其特征在于，具備:本發(fā)明的激光裝置;光聲波檢測機(jī)構(gòu)，對從激光裝置射出的激光束照射至被檢體之后在被檢體內(nèi)產(chǎn)生的光聲波進(jìn)行檢測;及信號處理機(jī)構(gòu)，根據(jù)檢測出的光聲波實(shí)施信號處理。
[0030]發(fā)明效果
[0031]本發(fā)明的激光裝置在諧振器內(nèi)具有布儒斯特型偏振器。在使用翠綠寶石晶體的激光裝置中，若為了降低成本而將包含翠綠寶石的激光棒小體積化，則容易引起異常振蕩，Q開關(guān)或翠綠寶石晶體的AR涂層有可能會(huì)被破壞。通過在諧振器內(nèi)設(shè)置布儒斯特型偏振器，即使在將激光棒小體積化的情況下也能夠抑制異常振蕩，且能夠抑制Q開關(guān)或翠綠寶石晶體的AR涂層的破壞。
【附圖說明】
[0032]圖1是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的激光裝置的框圖。
[0033]圖2(a)及圖2(b)分別是表示不具有偏振器的激光裝置中的光束輪廓的圖。
[0034]圖3(a)及圖3(b)是表示第I實(shí)施方式的激光裝置中的光束輪廓的圖。
[0035]圖4是表示投入能量與能夠?qū)開關(guān)維持為關(guān)閉的電壓范圍之間的關(guān)系的圖表。
[0036]圖5是表示投入能量與輸出能量之間的關(guān)系的圖表。
[0037]圖6是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的激光裝置中所使用的偏振器的圖。
[0038]圖7是表示第2實(shí)施方式中的投入能量與能夠?qū)開關(guān)維持為關(guān)閉的電壓范圍之間的關(guān)系的圖表。
[0039]圖8是表示第2實(shí)施方式中的投入能量與輸出能量之間的關(guān)系的圖表。
[0040]圖9是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的激光裝置的框圖。
[0041]圖10是表示激光裝置的中央附近的剖面的剖視圖。
[0042 ]圖11是表不未封閉諧振器的光路時(shí)的激光的輸出強(qiáng)度的起伏的圖表。
[0043]圖12是表示封閉諧振器的光路時(shí)的激光的輸出強(qiáng)度的起伏的圖表。