CN200941530Y - 一种半导体激光散斑发生装置 - Google Patents
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Abstract
一种半导体激光散斑发生装置，设有半导体激光器(5)，其输出端设有光束角度变换器(4)，光束角度变换器为球面透镜和柱面透镜的组合，其后端面为磨砂平面(8)，该平面上设有一过轴心的磨砂凹槽(9)，半导体激光器光输出端对准凹槽(9)，光束角度变换器(4)前端面为向后凹进的磨砂球面(6)，球面中心部位设有同轴向后凹进的小直径的磨砂球面(7)，光束角度变换器(4)装在非球面反射腔的尾部，非球面反射腔前端口装有菲涅尔透镜(2)，菲涅尔透镜前部装有光学漫射器(1)。本实用新型能将半导体激光器发出的条状光束扩束整形成圆形、方形或其他形状亮度均匀适中的激光光束，且具有结构简单，体积小，便于组合的特点。
Description
技术领域
本实用新型属一种半导体激光装置，具体涉及一种能将半导体条状光束扩展成均匀散斑的装置。
背景技术
医学研究和大量的临床实践表明，弱激光照射人体组织能提高人体细胞核中的DNA水平的25％~30％，同时也能提高细胞核中的RNA的水平，提高组织内血流量，提高血流参数，改善人体内的新陈代谢能力。弱激光辐照生物体的光化学效应，还能提高吞噬淋巴细胞的能力，产生“光按摩”作用。弱激光作用于人体组织的效果与施照光束的强度和均匀度成正比，在相同条件下光束均匀度越高治疗效果越好，用弱激光对血液、皮肤、眼睛的治疗和理疗都是如此。
传统的氦氖激光器能产生较均匀的圆光斑，因此被大量应用于医学临床，近年来发展起来的半导体激光发生器比起氦氖激光器来有很多优势，但由于其产生的光斑呈不均匀的条形，所以只有对其光束进行整形变换后才能直接用于医学治疗和理疗。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述不足，提供一种体积小、结构简单、能够产生强度均匀、散斑亮度适中的半导体激光散斑发生装置。
解决上述问题的技术方案是(参见实施例图)：本实用新型设有半导体激光器(5)，其特征在于：在半导体激光器的输出光路上从后向前依次设有光束角度变换器(4)，非球面反射腔(3)，菲涅尔透镜(2)和光学漫射器(1)，所述的光束角度变换器(4)为球面透镜和柱面透镜组合，其后端面为磨砂平面(8)，该平面上设有一过轴心的磨砂面凹槽(9)，半导体激光器光输出端对准凹槽(9)，光束角度变换器(4)前端面为向后凹进的磨砂球面(6)，球面中心部位设有同轴向后凹进的小直径的磨砂球面(7)，光束角度变换器(4)装在非球面反射腔的尾部，非球面反射腔前端口装有菲涅尔透镜(2)，菲涅尔透镜前部装有光学漫射器(1)。
所述的非球面反射腔是指轴对称旋转曲面或平面形成的锥形或其他形状的腔体，其曲面为二次以上高次曲面，平面可以是多个平面组合。
本实用新型的工作原理是：半导体激光器(5)发出横截面为细长条形的激光束，该光束通过光束角度变换器(4)扩束整形，再经非球面反射腔(3)和菲涅尔透镜(2)准直后，在光学漫射器(1)上形成均匀的激光散斑。
本实用新型采用的光束角度变换器(4)的后端面是磨砂表面，激光束在磨砂表面上产生漫散射形成新的光源，通过此表面的光束既保持了激光光束的相干性，也进一步提高了激光光束的亮度均匀性，同时也达到了进一步控制散斑尺寸的目的，该端面上设置的过中心轴的横截面呈半圆的凹槽(9)起到变换角度的作用。半导体激光器发射的光束截面是细长条形而且能量分布很不均匀，这样的光束很难在光学漫射器上形成均匀的散斑，本装置通过光束角度变换器前端面两个不同半径的同轴球面将条形光束变换为圆形或方形，既可充分利用激光光能，也能使透射的光束强度达到高度均匀。透过光束角度变换器(4)的激光光束由非球面反射腔(3)收集，非球面反射腔(3)的内腔整体成锥形或其它形状，其轴向剖面为轴对称非球面，非球面反射腔(3)可将激光束边缘的光线反射到光学漫射器的边缘区域使其光密度增大，有效提高了光学漫射器上照度的均匀性。
本实用新型器件的光学间隔和尺寸随散斑口径不同而不同。
本实用新型体能将半导体激光器发出的条状光束扩束整形成圆形、方形或其他形状的激光光束，在光学漫射器上形成一定形状的激光散斑，其均匀度可达75％，且亮度适中、散斑大小可调。高度均匀的激光光束和激光散斑有极独特的眼睛光学和生物光学特性，是弱激光治疗、理疗的基础，本装置可以根据具体产品的要求随意组合搭配组成不同类型的弱激光治疗和理疗仪器应用产品，用途十分广泛。而且具有结构简单，体积小，便于组合的特点；其整体结构可以由一个或者几个散斑发生器进行组合，从而达到激光能量、散斑面积重新分配的目的。
将本实用新型用于医学临床的治疗和理疗，可最大限度地利用弱激光散斑的光学、光化学等特性，有效改善血液流变学指标，用其照射眼睛能够治疗假性近视和弱视等眼科疾病、消除视疲劳，照射血液能够抑制血液三高，提高血液流变指数，照射皮肤能够提高微循环消除邹纹。
附图说明
图1、本实用新型实施例结构示意图
图2、本实用新型实施例光束角度变换器结4的结构示意图
1-光学漫射器2-菲涅尔透镜3-非球面反射腔4-光束角度变换器
5-半导体激光器6-磨砂半球面7-小直径的磨砂半球面8-磨砂平面
9-凹槽
具体实施方案
本例采用的半导体激光器5输出功率为10Mw、波长为650nm，其输出光路上从后向前依次设有光束角度变换器4，非球面反射腔3，菲涅尔透镜2和光学漫射器1。
本例的光束角度变换器4为球面、柱面透镜组合，其后端面为磨砂平面8，该平面上设有一过轴心的贯通磨砂凹槽9，凹槽9横截面呈半圆形，半导体激光器光输出端对准凹槽9，光束角度变换器前端面为中心轴线与变换器中心轴线重合的、向后凹进的磨砂球面6，球面中心部位设有同轴向后凹进的小直径的磨砂球面7，光束角度变换器直径为Φ30mm、厚度20mm，光束角度变换器用光学玻璃制成(也可采用工程塑料制作)。
光束角度变换器装在非球面反射腔3的尾部，非球面反射腔3纵向剖面呈抛物面形状，内壁面涂有漫反射涂料层，此涂层可保证激光光线的均匀漫反射。
非球面反射腔前端口部位装有焦距为45mm，直径为50mm的菲涅尔透镜2，菲涅尔透镜前部装有直径为50mm的光学漫射器1。
本装置可用于产生直径为50mm的圆形均匀激光散斑。
Claims (4)
1、一种半导体激光散斑发生装置，设有半导体激光器(5)，其特征在于：在半导体激光器的输出光路上从后向前依次设有光束角度变换器(4)，非球面反射腔(3)，菲涅尔透镜(2)和光学漫射器(1)，所述的光束角度变换器(4)为球面透镜和柱面透镜组合，其后端面为磨砂平面(8)，该平面上设有一过轴心的磨砂面凹槽(9)，半导体激光器光输出端对准凹槽(9)，光束角度变换器(4)前端面为向后凹进的磨砂球面(6)，球面中心部位设有同轴向后凹进的小直径的磨砂球面(7)，光束角度变换器(4)装在非球面反射腔的尾部，非球面反射腔前端口装有菲涅尔透镜(2)，菲涅尔透镜前部装有光学漫射器(1)。
2、根据权利要求1所述的半导体激光散斑发生装置，其特征在于：所述光束角度变换器后端面上过轴心的凹槽(9)横截面呈半圆形，此凹槽贯通后端面。
3、根据权利要求1或2所述的半导体激光散斑发生装置，其特征在于：所述非球面反射腔内表面附着有可增加散射效果的均匀的漫反射涂层。
4、根据权利要求1或2所述的半导体激光散斑发生装置，其特征在于：所述光束角度变换器(4)前端面向后凹进的磨砂球面(6)和球面中心部位向后凹进的小直径的磨砂球面(7)的中心轴线与光束角度变换器的中心轴线重合。
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