[發(fā)明專利]激光裝置和系統(tǒng)及其醫(yī)用激光器治療系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810063518.8
• 申請(qǐng)日: 2011-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN108123354A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·喬姆斯基;D·梅迪尼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 丹特雷有限公司
• 主分類號(hào): H01S3/08
• 分類號(hào): H01S3/08;H01S3/097;H01S3/038;H01S3/223
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 顧嘉運(yùn)

一種用于提供激光束的方法和一種激光裝置。該激光裝置包括：狹長(zhǎng)管、包括被激發(fā)以引發(fā)激光輻射的放電媒介的位于狹長(zhǎng)管之內(nèi)的狹長(zhǎng)放電區(qū)、設(shè)置在狹長(zhǎng)放電區(qū)的相對(duì)端部的兩個(gè)DC放電電極、設(shè)置在狹長(zhǎng)放電區(qū)的相對(duì)的狹長(zhǎng)側(cè)面的兩個(gè)RF電極、和/或具有設(shè)置在狹長(zhǎng)管的相對(duì)端部的兩個(gè)相對(duì)的反射鏡的激光諧振器，該激光諧振器在至少一個(gè)橫向軸上是不穩(wěn)定的。該方法包括在DC電極之間施加DC放電，并且在RF電極之間施加橫穿該DC放電的RF放電。可以通過根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式所提供的DC和/或RF電壓源來(lái)提供DC和RF放電。

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日：2011/8/9，申請(qǐng)?zhí)枮?01180047175.2(國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/IL2011/000649)，名稱為“激光裝置和系統(tǒng)及其醫(yī)用激光器治療系統(tǒng)”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

背景技術(shù)

在包括激光切割、材料焊接、經(jīng)由相變的激光固化的激光加工行業(yè)中和醫(yī)療應(yīng)用中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了氣體激光器的廣泛應(yīng)用。特別地，近年來(lái)，已經(jīng)對(duì)輻射波長(zhǎng)在9和11μm之間且可以工作于連續(xù)波(CW)或脈沖狀態(tài)的各種形式的二氧化碳?xì)怏w(CO₂)激光器作出了相當(dāng)多的研究。CO₂激光器可以具有高達(dá)大約30％的效率，而其他的氣體激光器則具有0.1％或更少的效率。

對(duì)于CO₂激光器的激發(fā)，已知可利用DC(直流)脈沖放電和/或RF(射頻)交變放電。現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)有提到利用DC和RF放電的組合以用于CO₂圓柱形激光器的激發(fā)。現(xiàn)有技術(shù)中利用DC和RF組合放電的圓柱形激光器利用光學(xué)穩(wěn)定諧振器運(yùn)作，光學(xué)穩(wěn)定諧振器通常包括設(shè)置在激光腔相對(duì)端部的一高反射輸出鏡和一反饋鏡，其中高反射輸出鏡用于將內(nèi)部輻射束反射到激光腔之內(nèi)以及用于傳輸在激光腔之外所存在的輸出激光束這二者。為了獲得高增益以及改善的輸出光束的方向性，這兩塊反射鏡使得內(nèi)部光束在激光腔內(nèi)無(wú)限次振蕩。

在通過增大激光管內(nèi)徑而實(shí)現(xiàn)高輸出功率的激光器中由于采用了光學(xué)穩(wěn)定諧振器而存在一問題。即，當(dāng)它的菲涅耳數(shù)N_F＝α²/(λL)超過數(shù)值2時(shí)，已知的光學(xué)穩(wěn)定諧振器工作于多重模式狀態(tài)下并且產(chǎn)生一低質(zhì)量激光束，其中α是一暴露的輸出鏡表面的半徑尺寸，λ是諧振器內(nèi)部的輻射波長(zhǎng)并且L是諧振器長(zhǎng)度。

在現(xiàn)有技術(shù)中已知提供一種大功率激光器，其裝備具有相對(duì)較大的菲涅耳數(shù)(N_F>3)的不穩(wěn)定光學(xué)諧振器。該不穩(wěn)定諧振器具有主鏡和反饋鏡，在其中主鏡具有比反饋鏡更大的直徑從而使得從主鏡的外圍反射的輸出輻射在包圍反饋鏡的環(huán)形光束中指向激光腔之外。該不穩(wěn)定諧振器產(chǎn)生高光學(xué)質(zhì)量的束，其可以不需體積增加而提取能量。此外，鑒于激光束通過激光腔的次數(shù)較少這一事實(shí)，光學(xué)不穩(wěn)定諧振器的使用需要特別注意在激光媒介方面的增益。

通常所知地，在現(xiàn)有技術(shù)中具有不穩(wěn)定諧振器的氣體激光器中，可以通過增大氣壓而增強(qiáng)增益。然而，由于為了恢復(fù)氣體需要相對(duì)長(zhǎng)久的時(shí)間，因此在脈沖激光器中高壓的采用通常會(huì)降低脈沖循環(huán)頻率。因此，具有不穩(wěn)定諧振器的常規(guī)脈沖激光器不能以高壓工作，并且因此，由此所提供的脈沖通常具有相對(duì)較小的平均功率，其不可避免地限制了它們的應(yīng)用。

同樣通常所知地，混合不穩(wěn)定諧振器應(yīng)用在具有較大菲涅耳數(shù)的激光腔中。這樣的諧振器通常采用例如CO₂RF受激板條激光器的不均勻增益媒介激光器。出于與以上所指出的關(guān)于不穩(wěn)定諧振器的相同原因，通過增大氣壓而增大利用了混合諧振器的激光器功率不是有效率的。因此，混合不穩(wěn)定諧振器的主要優(yōu)勢(shì)是以較高效率工作在相對(duì)較低增益的激光器中。

混合不穩(wěn)定諧振器產(chǎn)生一激光束，該激光束是受限于一個(gè)軸的衍射光束并且在其他軸上具有多模式退化質(zhì)量。然而，其有效光束質(zhì)量比那時(shí)的穩(wěn)定諧振器激光束質(zhì)量更好。

發(fā)明內(nèi)容