[go: up one dir, main page]

RU2118128C1 - Pulsed device - Google Patents

Pulsed device Download PDF

Info

Publication number
RU2118128C1
RU2118128C1 RU93028996A RU93028996A RU2118128C1 RU 2118128 C1 RU2118128 C1 RU 2118128C1 RU 93028996 A RU93028996 A RU 93028996A RU 93028996 A RU93028996 A RU 93028996A RU 2118128 C1 RU2118128 C1 RU 2118128C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
focus
light flux
closed
focusing systems
Prior art date
Application number
RU93028996A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93028996A (en
Inventor
М.С. Исламов
Original Assignee
Камский политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Камский политехнический институт filed Critical Камский политехнический институт
Priority to RU93028996A priority Critical patent/RU2118128C1/en
Publication of RU93028996A publication Critical patent/RU93028996A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2118128C1 publication Critical patent/RU2118128C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Laser Surgery Devices (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; medicine. SUBSTANCE: light flux pulses pass from pulse laser provided with light flux splitter to focusing systems over light guides. From focusing systems light flux is delivered to chamber filled with liquid. This chamber is made as reflector. It may be closed, open or may be provided with outlet hole closed with removable membrane. Chamber has optical axis, focus coincident with that of focusing systems axes of which are positioned in different planes passing through chamber axis. Chamber also has branch pipes with shut-off cocks. EFFECT: high-quality formation of impact wave front. 5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к импульсной технике, конкретно к гидроимпульсным устройствам, и предназначено для использования в различных технологических процессах в машиностроении, особенно в медицине - для разрушения почечных камней. The invention relates to a pulse technique, specifically to hydro-pulse devices, and is intended for use in various technological processes in mechanical engineering, especially in medicine, for the destruction of kidney stones.

Известно электрогидроимпульсное устройство, содержащее заполненную жидкостью разрядную камеру и электроды -разрядники [1]. Known electrohydropulse device containing a liquid-filled discharge chamber and discharge electrodes [1].

Наиболее близким по технической сущности является известное гидроимпульсное устройство, содержащее заполненную жидкостью камеру для инициирования ударных волн, имеющую оптическую ось и фокус, источник света в виде по меньшей мере одного импульсного лазера, последовательно соединенного через световод с фокусирующей системой, фокус которой совмещен с фокусом отражателя [2]. The closest in technical essence is the known hydro-pulse device containing a liquid-filled chamber for initiating shock waves, having an optical axis and a focus, a light source in the form of at least one pulsed laser connected in series through a light guide to a focusing system, the focus of which is aligned with the focus of the reflector [2].

Недостатком известного устройства является его недостаточная эффективность работы. A disadvantage of the known device is its lack of efficiency.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет качественного формирования фронта ударных волн. The objective of the invention is to increase the efficiency of the device due to the qualitative formation of the front of shock waves.

Для этого импульсное устройство, содержащее заполненную жидкостью камеру, выполненную в форме отражателя, имеющую оптическую ось и фокус, источник света в виде по меньшей мере одного импульсного лазера, последовательно соединенного через световод с фокусирующей системой, фокус которой совмещен с фокусом отражателя, лазер снабжен делителем светового потока, выходы которого через световоды связаны с фокусирующими системами. For this, a pulsed device containing a liquid-filled chamber made in the form of a reflector, having an optical axis and a focus, a light source in the form of at least one pulsed laser connected in series through a fiber with a focusing system whose focus is aligned with the focus of the reflector, the laser is equipped with a divider luminous flux, the outputs of which are connected through the optical fibers with focusing systems.

Другим отличием является то, что оси фокусирующих систем расположены в различных плоскостях, проходящих через ось камеры, которая выполнена замкнутой, и выходное отверстие камеры закрыто мембраной, при этом камера снабжена патрубками с запорными кранами. Another difference is that the axis of the focusing systems are located in different planes passing through the axis of the chamber, which is closed, and the outlet of the chamber is closed by a membrane, while the chamber is equipped with nozzles with shut-off valves.

На фиг. 1 изображено импульсное устройство; на фиг. 2 - камера (продольный разрез); на фиг. 3 - 2-й вариант камеры; на фиг. 4 - 3-й вариант камеры; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 2. In FIG. 1 shows a pulse device; in FIG. 2 - camera (longitudinal section); in FIG. 3 - 2nd version of the camera; in FIG. 4 - 3rd version of the camera; in FIG. 5 is a section AA in FIG. 2.

Импульсное устройство состоит из камеры 1 для инициирования ударных волн, оснащенной фокусирующей системой (линзой) 2, к которой примыкает градиентный световод 3, присоединенный к выходной части лазера 4. Камера 1 заполнена водой или иной жидкостью 5, для подачи и удаления которой предусмотрены патрубки 6 и 7 с запорными кранами 8 и 9. The pulse device consists of a chamber 1 for initiating shock waves, equipped with a focusing system (lens) 2, which is adjacent to a gradient optical fiber 3, attached to the output part of the laser 4. The chamber 1 is filled with water or other liquid 5, for supply and removal of which there are tubes 6 and 7 with shut-off valves 8 and 9.

В варианте, показанном на фиг. 1, камера 1 выполнена замкнутой, на фиг. 2 и 3 - открытой, на фиг. 4 - выходное отверстие 10 закрыто съемной мембраной 11. In the embodiment shown in FIG. 1, the chamber 1 is closed, in FIG. 2 and 3 - open, in FIG. 4 - the outlet 10 is closed by a removable membrane 11.

При наличии нескольких световодов и соответственно фокусирующих систем 2 последние размещаются в различных плоскостях, проходящих через оптическую ось 12 (фиг. 5). В случае камеры 1 эллипсоидной формы она обладает двумя фокусами 13 и 14, камера параболоидной формы - одним фокусом 15. Лучи ударных волн обозначены позицией 16, лучи света, фокусируемые системой 2, - позицией 17, обрабатываемое изделие - позицией 18. In the presence of several optical fibers and, accordingly, focusing systems 2, the latter are placed in different planes passing through the optical axis 12 (Fig. 5). In the case of a chamber 1 of an ellipsoidal shape, it has two foci 13 and 14, a paraboloid-shaped chamber has one focus 15. The rays of the shock waves are indicated by 16, the rays of light focused by system 2 by 17, and the workpiece by 18.

Работа импульсного устройства основана на светогидравлическом эффекте 3, заключающемся в возникновении гидравлического ударного импульса при поглощении внутри жидкости светового луча квантового генератора. The operation of the pulse device is based on the light-hydraulic effect 3, which consists in the occurrence of a hydraulic shock pulse when the light of a quantum generator is absorbed inside the liquid.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Заполняют камеру 1 жидкостью 5 (в случае применения замкнутой камеры - фиг. 1 и 4) и прикладывают к поверхности обрабатываемого изделия либо камеру 1 прикладывают к поверхности обрабатываемого изделия (в случае открытой камеры - фиг. 2 и 3) и непрерывно подают в камеру 1 жидкость 5 ,организовано удаляя ее по мере вытекания из камеры. От импульсного лазера 4 (квантового генератора) по световоду 3 подают на фокусирующую систему 2 импульсы светового потока большой мощности. Фокусирующая система 2 концентрирует в фокусе 13 камеры 1 энергию светового потока, при этом в жидкости 5 возникают гидравлические ударные импульсы. В зоне концентрации возникают микровзрывы, давление здесь доходит до 2000 000 атмосфер (2•105 МПа). Из фокуса 13 распространяются сферические ударные волны, лучи 16 которых отражаются от поверхности эллипсоидной камеры 1 (фиг. 1, 2 и 4) и в силу оптических свойств эллипсоида проходят через фокус 14, вновь отражаются, проходят через фокусы 13 и т.д., все более приближаясь к оптической оси 12 камеры 1, пока наконец не выйдут через отверстие 10 непосредственно либо через мембрану 11.Fill chamber 1 with liquid 5 (in the case of a closed chamber - Figs. 1 and 4) and apply to the surface of the workpiece or chamber 1 is applied to the surface of the workpiece (in the case of an open chamber - Figs 2 and 3) and is continuously fed into chamber 1 liquid 5, organized by removing it as it flows out of the chamber. From a pulsed laser 4 (quantum generator) through the optical fiber 3 serves on the focusing system 2 pulses of light flux of high power. The focusing system 2 concentrates the energy of the light flux in the focus 13 of the chamber 1, and hydraulic shock pulses occur in the liquid 5. Microexplosions occur in the concentration zone; the pressure here reaches 2,000,000 atmospheres (2 • 10 5 MPa). Spherical shock waves propagate from focus 13, the rays 16 of which are reflected from the surface of the ellipsoid chamber 1 (Figs. 1, 2, and 4) and, due to the optical properties of the ellipsoid, pass through focus 14, are reflected again, pass through foci 13, etc. more and more approaching the optical axis 12 of the chamber 1, until finally they come out through the hole 10 directly or through the membrane 11.

При параболоидной форме камеры 1 (фиг. 3) лучи 16, распространившись из фокуса 15, отражаются от поверхности камеры 1 и параллельным потоком выходят через открытый конец камеры 1 либо также через мембрану (не показано). With the paraboloid shape of the chamber 1 (Fig. 3), the rays 16, having propagated from the focus 15, are reflected from the surface of the chamber 1 and in a parallel flow exit through the open end of the chamber 1 or through a membrane (not shown).

По выходу из камеры 1 ударные волны (лучи 16) воздействуют на объект обработки 18, например, проходят через мягкие ткани тела и, встречаясь с почечными камнями, разрушают их. Upon exit from the chamber 1, shock waves (rays 16) act on the processing object 18, for example, pass through the soft tissues of the body and, when meeting with kidney stones, destroy them.

Лазер, применяемый в устройстве, должен быть обязательно импульсным. При лазере, излучающем непрерывно, гидравлические ударные импульсы не возникают, кроме как в момент включения лазера. The laser used in the device must be pulsed. With a laser emitting continuously, hydraulic shock pulses do not occur, except at the time the laser is turned on.

В случае применения чрезмерно мощного лазера, создающего световой поток чрезмерно высокой плотности энергии, гидравлические ударные импульсы будут возникать не в фокусе 13 (или 15), а не доходя до него, что ухудшает формирование фронта ударных волн, и, следовательно, снижает эффект использования устройства (по законам нелинейной оптики при высокой плотности энергии светового потока жидкость становится непрозрачной для лучей этого потока). In the case of using an excessively powerful laser that creates a luminous flux of an excessively high energy density, hydraulic shock pulses will occur not in focus 13 (or 15), but not reaching it, which worsens the formation of the front of shock waves and, therefore, reduces the effect of using the device (according to the laws of nonlinear optics, at a high energy density of the light flux, the liquid becomes opaque to the rays of this flux).

В силу этого для повышения эффективности устройства целесообразно устройство оснащать несколькими световодами, (фиг. 5) и световой поток мощного лазера распределять между ними (с помощью делителей потока), либо световоды присоединятся к самостоятельным менее мощным импульсным лазерам. Эта мера обеспечивает концентрацию энергии именно в фокусе камеры. Because of this, to increase the efficiency of the device, it is advisable to equip the device with several optical fibers (Fig. 5) and distribute the light flux of a powerful laser between them (using flux dividers), or the optical fibers will join independent, less powerful pulsed lasers. This measure ensures the concentration of energy in the focus of the camera.

Источники информации
1. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки. Амитан Г.Л., Байсупов И.А., Барон Ю.М. и др./Под общ. ред. В.А.Волосатова. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1988, с. 719, табл. 6.14 на с. 484.
Sources of information
1. Handbook of electrochemical and electrophysical processing methods. Amitan G.L., Baysupov I.A., Baron Yu.M. et al. / Under the general. ed. V.A. Volosatova. - L .: Engineering, Leningrad. Department, 1988, p. 719, tab. 6.14 on p. 484.

2. EP, заявка 0192833, кл. A 61 B 17/22, 1986. 2. EP, application 0192833, cl. A 61 B 17/22, 1986.

Claims (1)

\ \\1 1. Импульсное устройство, содержащее заполненную жидкостью камеру, выполненную в форме отражателя, имеющую оптическую ось и фокус, источник света в виде по меньшей мере одного импульсного лазера, последовательно соединенного через световод с фокусирующей системой, фокус которого совмещен с фокусом отражателя, отличающееся тем, что лазер снабжен делителем светового потока, выходы которого через световоды связаны с фокусирующими системами. \\\2 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оси фиксирующих систем расположены в различных плоскостях, проходящих через ось камеры. \\\2 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера выполнена замкнутой. \\\2 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходное отверстие камеры закрыто мембраной. \\\2 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера снабжена патрубками с запорными кранами. \ \\ 1 1. A pulsed device containing a liquid-filled chamber made in the form of a reflector, having an optical axis and focus, a light source in the form of at least one pulsed laser connected in series through a fiber with a focusing system, the focus of which is aligned with the focus of the reflector characterized in that the laser is equipped with a light flux divider, the outputs of which are connected through the optical fibers with focusing systems. \\\ 2 2. The device according to claim 1, characterized in that the axis of the locking systems are located in different planes passing through the axis of the camera. \\\ 2 3. The device according to claim 1, characterized in that the camera is closed. \\\ 2 4. The device according to claim 1, characterized in that the outlet of the chamber is closed by a membrane. \\\ 2 5. The device according to claim 1, characterized in that the camera is equipped with nozzles with stopcocks.
RU93028996A 1993-06-08 1993-06-08 Pulsed device RU2118128C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93028996A RU2118128C1 (en) 1993-06-08 1993-06-08 Pulsed device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93028996A RU2118128C1 (en) 1993-06-08 1993-06-08 Pulsed device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93028996A RU93028996A (en) 1995-12-10
RU2118128C1 true RU2118128C1 (en) 1998-08-27

Family

ID=20142478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93028996A RU2118128C1 (en) 1993-06-08 1993-06-08 Pulsed device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2118128C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808176C1 (en) * 2023-03-13 2023-11-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Method for electric hydroimpulsive destruction of reinforced concrete structures

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0206332A2 (en) * 1985-06-26 1986-12-30 Yachiyoda Sangyo Co., Ltd. Apparatus for generating high pressure by underwater shock wave
EP0192833A3 (en) * 1985-02-22 1988-10-12 Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method and device for the disintegration of a concretion

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0192833A3 (en) * 1985-02-22 1988-10-12 Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method and device for the disintegration of a concretion
EP0206332A2 (en) * 1985-06-26 1986-12-30 Yachiyoda Sangyo Co., Ltd. Apparatus for generating high pressure by underwater shock wave

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808176C1 (en) * 2023-03-13 2023-11-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Method for electric hydroimpulsive destruction of reinforced concrete structures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1330453C (en) Beam shaping unit and device for introducing light energy into a workpiece
US4608979A (en) Apparatus for the noninvasive shock fragmentation of renal calculi
US20250352266A1 (en) Multiplexer for laser-driven intravascular lithotripsy device
US20210369348A1 (en) Optical valve multiplexer for laser-driven pressure wave device
US5496307A (en) Laser light irradiation apparatus for medical treatment
US5320618A (en) Device for treatment of undesired skin disfigurements
US5860948A (en) Apparatus and method for tissue defect repair by deposition
US4858090A (en) Ellipsoidal reflector concentration of energy system
DE3264696D1 (en) Wavelength selector
US10226838B2 (en) Laser light irradiation apparatus and laser peening treatment method
DE3506249C2 (en)
KR20200040099A (en) Underwater laser cutting apparatus
RU2118128C1 (en) Pulsed device
EP0090826A1 (en) Improvements relating to light delivery for tumour treatment
KR940701526A (en) Photo-focused high power medical device
EP1155258A1 (en) Method and device for coupling light sources to a light guide
JPH04500563A (en) A device for transmitting a light beam or a light beam emitted by a laser into an optical fiber, and a shock wave generating device with such a device, in particular for destroying tissues, stones, or stones as targets.
CA1272923A (en) Apparatus for generating high pressure by underwater shock wave
JPS62204243A (en) Apparatus for limiting maximum light intensity
AU2001276600B2 (en) Diamond detection using coherent anti-stokes raman spectroscopy
CN107436488B (en) Laser shock strengthening system and its focusing restraint device
JPH0458583A (en) Circulation type raman conversion device
RU2758775C1 (en) Method for introducing powerful multimode pulse laser emission into a light guide and apparatus for implementation thereof
JPH09122963A (en) Laser beam absorption device of shutter for laser beam
JPS5710284A (en) Laser device