专利名称：医用激光功率监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光功率的监测仪，尤其涉及激光治疗时对激光功率进行监测的仪器。
对医用激光功率的监测在医用激光治疗仪器中已很普遍使用。
图1为常用医用激光功率监测的原理图。外型呈∩型的激光管1的转弯处有一能透光的窗口2，在窗口2旁放置一个红外探测器3，红外探测器3将透过窗口2的光转换成电信号，然后再进行信号处理，从而测出激光功率。这种监测仪是行之有效的。但由于使用的激光管结构不同，特别是在直管结构时，就不能搬用这种监测仪对激光功率进行监测。
现有的对直管激光管功率进行检测的激光功率计根据所用激光波长不同，分为光电型激光功率计和热电型激光功率计两种，它们分别用于He－Ne激光管和CO激光管的功率测量。
图2为已有技术中光电型激光功率计原理图，参见图2。它主要采用硅光电池4(或硅光二极管)把入射的激光束6经漫射器5漫射后接收下来，将其转换成电信号。该电信号再经电流电压转换器(例如由运算放大器反相组成)将光电流变为电压信号，电压信号经定标后由表头(指针式)或经A／D转换后由数码管显示其功率值。
图3为已有技术中热电型激光功率计原理图，参见图3，其中激光束7由功率计中的吸热片8吸收后转变成热量，然后由分布在吸热片旁边的热电堆9探测吸热片8上的温差，产生出一个与激光信号相对应的电势信号。由热电堆9输出的热电势经由运算放大器同相输入放大后得到一个与激光功率相对应的电压信号，经定标后，输入表头(指针式)或输入A／D转换电路后，由数码管显示激光功率值。
以上两种激光功率计虽能对激光功率进行测量，但却存在如下缺陷(1)使用激光功率计测量时，要把全部激光束注入功率计内，因而不能在使用激光治疗仪进行治疗同时测量激光功率。(2)由于医用激光治疗仪所用激光管的光功率稳定性较差，在测量激光管功率与使用激光治疗仪时两者激光功率会有较大的差异。这样开始测量的值就不能反映实际的值，使仪器操作人员处于盲目操作状态。
本实用新型的目的是提供一种激光功率监测仪，在激光治疗仪进行治疗同时监测激光功率。
本实用新型的另一目的是对热电型激光功率监测仪提供一种冷却装置，用于冷却由于激光长期照时引起的热散体温度升高，从而提高稳定性。
本实用新型的再一目的是由上述探测器输出的微弱电信号能避免激光管极高的工作电压的干扰，提高稳定性。
本实用新型提供的激光功率监测仪，包括对激光进行探测的探测器，对上述由探测器测得的电信号进行处理的信号处理电路，其特征在于在上述探测器与上述激光器之间有一把入射激光束分为传播方向不同的采样激光束和工作激光束的分光束片；上述入射激光束传播方向与工作激光束传播方向相同。
本实用新型提供的激光功率监测仪，它的分光束片与入射激光束传播方向成一定角度，采样激光束与工作激光束两者传播方向不同，这样可在对采样激光束功率进行监视同时也可用工作激光束进行激光治疗。
本实用新型提供的激光功率监测仪，它具有一热散体及用于冷却热散体的冷却装置，该装置由与吸热片有良好的接触的环形水槽组成，冷却水是医用激光治疗仪中激光器的冷却水，它从激光器中引来，环形水槽内的水流入医用激光治疗仪的带有水泵的循环水箱。上述冷却装置也可由空气热散体组成。
本实用新型提供的激光功率监测仪，它具有一能抗干扰的盒子，由探测器输出的弱电信号输入到放大电路中，该放大电路放在附近的上述盒子中。
由上述
发明内容
可知本实用新型的优点在于，在激光治疗仪进行治疗的同时激光功率监测器进行功率监测，这样可实际反映激光治疗时的功率值，以便医生及调整激光器的功率，直至符合要求。
本实用新型的另一优点是上述热散体的冷却装置使热散体温度降低吸热片参考温度恒定，提高了该监测仪的稳定性。
本实用新型的再一优点是将信号放大器放在上述抗干扰的盒子中，这样由探测器输出的微弱电信号既可不必通过很长引线将信号送到放大器中，也可在将放大器放在激光器附近时避免干扰。
下面参考附图对本实用新型的较佳实施例进行描述，以便对本实用新型的内容有进一步的理解图1为常用医用激光监测的原理图；图2为光电型激光功率计原理图；图3为热电型激光功率计原理图；图4为装有本实用新型的医用激光治疗仪的装配图；图5为本实用新型中热电型激光功率监测仪的剖视图；图6a为本实用新型中热电型激光功率监测仪的热电堆的示意图；图6b为图6a所示热电堆与吸热片之间装配的剖视图；图7为本实用新型中热电型激光功率监测仪的水冷却装置的装配图；图8为本实用新型中热电型激光功率监测仪的空气冷却装置的剖视图；图9a和9b为本实用新型中热电型激光功率监测仪的信号处理电路框图和电路图图10为本实用新型中光电型激光功率监测仪的剖视图；图11a和11b为本实用新型中光电型激光功率监测仪的信号处理电路的框图和电路图；参见图4，图4为装有本实用新型的医用激光治疗仪的装配图，其中11为该治疗仪的电源箱及治疗仪数据显示部分，它供给整台仪器的电源。12为激光器，由它产生治疗用的激光束。从激光器12产生的激光束通过与其处在同一水平线上的导光座13将激光束引入激光管14，激光第14与激光功率监测仪15相联。激光束经过激光功率监测仪15后分为采样激光束和工作激光束。工作激光束仍沿原激光束方向传播，传到导光关节16，导光关节16将工作激光束改变传播方向。该治疗仪医治病人时就用工作激光束进行工作。如何用采样激光束来对激光功率进行监测将在附图5中进行描述。
参见图5，图5为本实用新型中热电型激光功率监测仪的剖视图。其中分光束片17装在分光束片座18上。本实施例中分光束片17采用硒化锌光学材料，经过光学抛光制成，当然分光束片可采用砷化镓或氯化钾光学材料，它与入射激光束19的传播方向成一定的角度，分光束片座18伸到方架座20的内孔21并固定在其上。激光束19打到硒化锌分光束片17上后，分光束片17把激光束分为两束光，即反射光束22和透射光束23。透射光束23沿原传播方向不变。这束光将被用作激光治疗，所以又称工作激光束，反射光束(又称采样激光束)22从开在分光束片座18上的窗口24射出，沿方架座上的另一孔25传播。在对着方架座20的孔25一侧放置有一片由用鏮铜材料镀黑铬制成的吸热片26，因为吸热片26吸收片26吸收采样激光束后把光能转变成热能。为了降低吸热片26的温度，在吸热片26的外面装有紫铜热散体27。如热散体27的体积较小，那么在激光治疗仪时经激光长期照射后，会使热散体温度升高，从而带来治疗仪的稳定性变差，因此还必须对热散体进行冷却，本实施例采用水冷却。所以在热散体27内开有环形水槽28，还有进水口29和出水口30与环形水道28相连。水冷却装置详细的装配可参见附图7的说明。热散体27在靠在方架座20的孔25的部分有一透光的窗口31，鏮铜吸热片26放在这窗口31上面，采样激光束22通过窗口31照射到吸热片26上。为固定吸热片，在吸热片26上装有一压环32。如上所述，吸热片26吸收采样激光束22后把光能转变为热能。由于本实施例吸热片26采用鏮铜材料，当它有温升时与紫铜热散体27就组成热电偶，在吸热片26上有一定电势产生。在鏮铜吸热片26后焊有引线，为电势输出的正极，在热散体27上另焊一引线，作为吸热片的负端，电势可直接输入放在前置放大器盒33中的前置放大器34。前置放大器盒33固定在热散体27上。由于激光管工作电压非常高，而本实用新型吸热片26的输出仅有几百微伏，为了避免治疗仪高压及其它脉冲干扰，前置放大器盒33还具有屏蔽功能，放在其中的前置放大器得到良好的屏蔽效果。由前置放大器34输出的电信号还要进行处理，具体参见图9a和图9b的详细描述。
参见图6a和图6b，图6a为本实用新型中热电型激光功率监测仪的热电堆的示意图，图6b为图6a所示热电堆与吸热片之间装配的剖视图。本图所示热电堆是适用于热电型的本实用新型的另一实施例的。该实施例与上述实施例的主要区别在于吸热片是采用铜或铝材料制成，而用铜或铝制成的吸热片80与在其周围的热散体不能组成热电偶，因此在吸热片80旁贴上一块热电堆35，热电堆35由多个热电偶串接而成，35a和35b是热电堆的输出端，这两端联到前置放大器34的输入端。所述的热电偶可以由铜和鏮铜材料组成，或由铋和锑材料组成。
参见图7，图7为本实用新型中热电型激光功率监测仪水冷却装置的装配图，其中12的激光器，37是激光功率监测仪，13是导光座，27是激光功率监测仪37中的热散体，热散体27中有一环形水槽28，环形水槽28两边有进水口29和出水口30。热散体27是利用激光器12中的冷却水进行冷却的。激光器12中的冷却水有一出水口36，激光器12中的冷却水从出水口36流出，经装在激光器12前的激光器窗口37中的冷却片后流入激光功率监测仪37的热散体27中的环形水槽28。经过冷却后，热散体27的参考温度恒定，使激光功率监测仪有良好的稳定性。经过热散体27的冷却水流入放在激光治疗仪中的循环水箱38中。循环水箱38中的水经其中的水泵后再流回激光器12中。
参见图8，图8为本实用新型中热电型激光功率监测仪的空气冷却装置的剖视图，这种空气冷却装置39呈圆柱体，其周围加工成圆形散热片状，以便有更多面积地散发热量，其中部有一圆孔，其中将放置吸热片40、压吸热片40的压环41以及方架座42与空气冷却装置39的交接部分43。该空气冷却装置39的体积比上述实施例中热散体27的体积大，因此它既能作为热散体又能起到上述实施例中水冷却装置的作用。
参见图9a和图9b，图9a和图9b为本实用新型中热电型激光功率监测仪的信号处理电路框图和电路图。由分光束片反射出来的采样激光束44由吸热片吸收后转变成热量。然后由热电偶探测吸热片上的温差，产生一个与采样激光束信号相对应的电势信号。这一电势经由运算放大器47同相输入放大后，得到一个与采样激光束功率相对应的电压信号。而采样激光束功率与激光束功率的关系由吸热片可预先测出，作为一不变参量。经定标后输入A／D转换电路48后由数码管49显示激光束功率值。图9b中的电路图具体地表示了图9a中同相放大器47、A／D转换电路48和数码管49之间框图内的元件及元件联接关系。
参见图10，图10为本实用新型中光电型激光功率监测仪的剖视图。光电型激光功率监测仪可适用于用He－Ne作激光的激光器，它的结构大体上与上述热电型激光功率监测仪相同，只是分光束片与探测器组成不同。本实施例分光束片50用K9玻璃或用石英玻璃材料制成椭圆楔形薄片，它固定在分光束片座55上。分光束片与入射激光束56之间可成一定角度。探测器由漫射器51、硅光电池52或硅二极管组成，硅光电池52固定在硅光电池座53内，而硅光电池座53又固定在方架座54上。当激光束56照到分光束片50上时，分为透射光和反射光，反射光只占激光束很小一部分。其透射光57沿原来传播方向传播，作激光治疗用，所以又称工作光束。其反射光束58又称采样光束经漫射器51后，把光束变成漫射光。硅光电池52接收漫时光后产生电信号，该电信号输入后面的信号处理电路进行信号处理(这部分电路图中未示)后由数码管或指针式表头显示激光功率值。
参见图11a和图11b，图11a和图11b为本实用新型中光电型激光功率监测仪的信号处理电路的框图和电路图。由分光束片反射出来的采样激光束经漫射器61后，把光束变成漫射光。硅光电池62接收漫射光后产生电信号，该电信号输入电流电压转换器即I－V电路63后把上述硅光电池62输出的光电流变为电压信号，再经A／D转换电路64后由数码管65显示激光功率值。I－V电路63、A／D转换电路64和数码管65的具体电路及相互联接关系在图11b中表示了。
上面对本实用新型的较佳实施例进行了描述，当然本实用新型的内容并不局限于所述实施例的内容。只要在不超出本实用新型的发明内容范围，本专业的普通技术人员可对本实用新型作变化或修改，修改或变化后的该装置仍应在本实用新型权利要求所保护的范围之内。
权利要求1.一种对激光器功率进行监视的激光功率监测仪，包括对激光进行探测的探测器，对上述由探测器测得的电信号进行处理的信号处理电路，其特征在于在上述探测器与激光器之间有一把入射激光束分为传播方向不同的两束光束的分光束片，其中有一束光与入射光传播方向相同。
2.按权利要求1所述的激光功率监测仪，其特征在于上述分光束片与入射激光束传播方向成一定的角度。
3.按权利要求1所述的激光功率监测仪，其特征在于上述分光束片是由K9玻璃或石英玻璃制成，上述探测器由漫射器和硅光电池或硅二极管组成。
4.按权利要求1所述的激光功率监测仪，其特征在于上述分光束片是采用硒化锌光材料上述探测器由用鏮铜材料制成的吸热片及能将温差变为电势信号的热电偶组成；在该探测器外有热散体；上述热电偶由吸热片与上述热散体组成。
5.按权利要求4所述的激光功率监测仪，其特征在于上述探测器由用铜或铝材料制成的吸热片和能将吸热片上的温差转变成电势信号的热电偶所组成。
6.按权利要求4所述的激光功率监测仪，其特征在于上述热散体进行冷却的冷却装置由在热散体内的环形水槽组成。
7.按权利要求4所述的激光功率监测仪，其特征在于上述冷却装置为与探测器热接触良好的空气热散体。
8.按权利要求4所述的激光功率监测仪，其特征在于上述包括在信号处理电路中的电信号放大电路放在一屏蔽盒中。
专利摘要一种对医用激光功率进行监测的激光功率监测仪，包括探测器、将入射光束分为采样光束和工作光束的分光束片和分光束片座。激光功率监测仪按入射激光束波长不同分为光电型和热电型两种。本实用新型能在激光治疗仪工作的同时对激光功率值进行测定，可实际反映激光器工作时的功率值。而且本实用新型的激光功率监视仪工作稳定，成本较低。
文档编号G01J3/00GK2033504SQ8820795
公开日1989年3月1日 申请日期1988年6月3日 优先权日1988年6月3日
发明者袁海林 申请人:中国上海测试中心