改660nm激光口腔治疗仪

改660nm激光口腔治疗仪 660nm激光口腔治疗仪 重庆医药高等专科学校 朱兰兰 王旭(通讯作者) 摘要:近几年，在口腔医学领域，激光应用有着迅速的发展。半导体激光对血红蛋白的吸收率最高，产生最好的生物效应，在切割、消毒和理疗脱敏等方面具有较好的疗效，因此使用范围最广泛,。根据国外最新研究文献以及国内的研究现状表明,660nm的激光发射出的波长在液体环境下，对血红蛋白的吸收率最高，功效最佳。本文着重介绍了660nm半导体激光口腔治在口腔疾病领域的运用。 关键词:口腔治疗仪、电路、LD的耦合 1 前言 1963年，在牙科领域运用激光技术才开始运用，Go1dman1965做了首例运用脉冲红宝石激光治疗人牙的。实际上，在1960年人们首次认识激光以后, 激光在牙科中的应用受到社会和研究者们的重点关注,人们开了应用激光在龋病学、牙体牙髓病学、牙周病学、口腔外科学和诊断学方面的详细研究。尤其是最近一段时期，临床上运用激光治疗牙科疾病已成为研究的热点。根据应用的不同作应用,把牙科的激光系统分为几种不同的激光系统。 2 激光口腔治疗 针对口腔溃烂、牙周炎、牙本质过敏等口腔牙科常见疾病,根据光子吸收、散射和光化学效应,我们研制的口腔牙科治疗机采用660nm波长的。选用波长为660nm激光的原因是该波长的激光恰好处在生物组织的窗口(600nm-1200nm),因而对生物组织具有较深的穿透深度和较大的量子效应,它比目前所用的808nmLD、1064nmNd:YAG、10.6um的C02激光治疗机更为有效。窝洞、根管和牙周袋及拔牙窝可以利用激光进行彻底的杀菌消毒。该治疗机采用光导纤维传输,可以从任意角度进行照射,故治疗时没有照射死角,杀死细菌非常彻底。窝洞使用激光消毒，可使牙本质小管有效避免化学消毒带来的刺激。根管封药可以使患者产生过敏反应和刺激，而对牙根管消毒就可以避免，还能减少患者的就诊次数。对牙周袋消毒使得治疗牙周病又多了一个有效的方法,对拔牙窝的消毒可以预防拔牙窝的感染和干槽。国外最新研究文献表明以及我们自身研究证实:对660nm的激光吸收率最高的组织是血红蛋白,这使该波长的激光在有液体的环境下,能最大限度的发挥其功能。 3 600nm口腔治疗仪 激光与生物组织相互作用的基础研究扩展了激光在口腔科的临床应用。在最近十年中，在口腔医学领域应用激光的发展很快,激光的应用极大的方便了口腔临床的治疗。现今，常用于口腔临床的激光有二氧化碳激光、氦氖激光、Nd:AYG激光,饵激光和半导体激光等等。激光与其它治疗方式相比，在切除软组织后无疼痛感、创口愈合快,去龋治疗过程无痛等方面具有很大的优势半导体激光因其血红蛋白吸收率最高，生物效应最好，所以在切割、消毒或理疗脱敏等临床应用上效果最好。因此，600nm的激光在上述各种激光中使用的范围最广泛。早在1990年初，欧洲就已开始口腔疾病使用低能量半导体激光进行治疗。本文正是在我国半导体激光器起步晚、技术较为落后的此背景下，进行了660nm激光口腔治疗仪的研究。其特点如下:1、660nm的激光发射出的波长在液体环境下，对血红蛋白的吸收率最高，功效最佳。故选择进行660nm激光口腔治疗仪的研究。2、采用了660nm激光口腔治疗仪的光纤祸合,660nm波长的半导体激光器单管输出功率比较低,一般为300mW左右,根据课题要求,考虑到光纤祸合的损失,我们采用三支激光管组合,即一级光纤祸合、二级光纤祸合、三级光纤祸合使光从治疗光纤输出,最终600mw激光输出大于500mw。3、整机体积小,重量轻,操作方便,安全可靠,外观简洁,以利于推广应用。 3.1 LD的耦合 因为单只660nm激光二极管输出的功率较低,不能满足治疗的需要时，所以我们要把多只激光二极管产生的激光耦合到一根光纤中，以期提高功率输出。祸合效率可以根据激光波 长、发散度等参数来设计耦合模块进行提高。660nm波长的半导体激光管输出功率比较低,考虑到光纤祸合的损耗,选用二只激光管组合。所以,本次课题拟用三只LD,在一级光纤耦合的情况下,再加二级耦合,使光从治疗光纤输出。 3.2半导体激光电源 半导体激光器要求电源恒流供电和小噪音的电源输出，是半导体器件。抗电流浪涌能力差是半导体激光器的一个致命弱点。浪涌电流会使激光瞬间电流过大，容易烧坏P一N结烧坏，造成激光输出窗口损坏，导致半导体激光器激光输出减少和不输出。特别是存半导体激光器在开、关机过程，存在如变压器等电感元件，极会导致电流浪涌。因此, 电源设计的关键在于减少噪声，避免浪涌电流。 为避免上述现象，采用分别设置总电源开关和半导体激光器供电开关，隔离继电器,并在半导体激光管供电后再加一电子延时电路;消除因继电器触点闭合造成初始抖动的干扰。同时把电源滤波器加在半导体激光器电源供电主变压器初级端,并把肖特基二极管并联在半导体激光器反向上,以达到把工作中产生的瞬间噪声干扰消除及减弱。为防止干扰噪声出现在关机过程中,在电源中设有首先将断开半导体激光器供电断开,隔离后才能关闭电源总开关的逻辑功能。半导体激光器的电源有三种恒定方式，可根据使用要求而选择，包括计算机控制、电流恒定和功率恒定。为方便操作,在电源中设有适时内测功率显示和外测探头,且使用同一显示器显示功率,并使功率显示在有外测光功率输入时自动转换成显示外测数值逻辑控制功能。 3.3电源的工作方式 电源采用两种工作方法，一是采用恒定激光功率(激光功率采样)，二是恒定电流(工作 。并留有端口，可以连接计算机,也就是说电源不仅可以手动控制，还能让激光电电流采样) 源用微机进行调节。高速比较器产生过流触发信号，再由其出发高速可控硅，可实现过流保护电路。因此，我们可以利用可控硅自身抗干扰能力较差来提高电源的抗干扰灵敏度。 3.4恒温电路 在工作过程中，半导体激光管会不断产生热量，导致温度上升，造成激光管的寿命缩短，引起激光管的温度随着发射激光波长而变化(0.3nm/10?)。把激光管固定在22?士0.1?，是为了固定发射激光波长为660nm。我们在半导体激光器恒温电路中采用PID进行温控，温控探头为铂电阻，使半导体制冷器件的热端热量通过一个散热器散热。 参考文献 [1]陈少武,韩勤,胡传贤等;大功率半导体激光器光纤祸合模块的祸合光学系统,半导体学报(2001),Vol22,No12 [2]习顾兴志,邹建,饶程;半导体激光器与光纤祸合系统的研究,压电与声光(2005),Vol.27,No.3 [3]刘雪峰,黄德修,等,一种半导体激光放大器输出祸合方式的研究,半导体学报(1993),14(7):423