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一种医用 半导体 激光器

阅读：2发布：2021-04-13

专利汇可以提供一种医用半导体激光器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种医用半导体激光器，属于激光器应用技术领域。该激光器包括壳体1、壳体1前端设置的冷头2、冷头2相邻后方设置的激光腔3、激光腔3中设置的激光二极管 4和冷头2上设置的冷却装置；冷却装置包括水循环系统、两水冷压片5和冷头1左右两侧设置的半导体制冷片6，半导体制冷片6的内侧紧贴冷头2设置，水冷压片5包覆在半导体制冷片6的外侧将半导体制冷片6压在冷头2上，水冷压片5固定在冷头2上，两水冷压片6独立地通过管路与水循环系统相连。本实用新型提供了一种医用半导体激光器，该激光器中结构简单和小巧；同时，通过水冷压片与半导体制冷片的组合可以将冷头的温度降到零摄氏度以下，冷敷效果好，能明显减轻痛感。，下面是一种医用半导体激光器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种医用半导体激光器，包括壳体（1）、壳体（1）前端设置的冷头（2）、冷头（2）相邻后方设置的激光腔（3）、激光腔（3）中设置的激光二极管（4）和冷头（2）上设置的冷却装置；
其特征在于，所述冷却装置包括水循环系统、两水冷压片（5）和冷头（1）左右两侧设置的半导体制冷片（6），所述半导体制冷片（6）的内侧紧贴所述冷头（2）设置，所述水冷压片（5）包覆在所述半导体制冷片（6）的外侧将所述半导体制冷片（6）压在所述冷头（2）上，所述水冷压片（5）固定在所述冷头（2）上，两所述水冷压片（5）独立地通过管路与所述水循环系统相连。
2.根据权利要求1所述的医用半导体激光器，其特征在于，所述水冷压片（5）的厚度为
6-10mm，所述水冷压片（5）与所述半导体制冷片（6）之间有导热硅酯。
3.根据权利要求1所述的医用半导体激光器，其特征在于，所述水冷压片（5）上下两侧设有连接片，所述冷头（2）上下两侧对应地设有固定片，所述连接片与所述固定片通过螺丝（9）连接。
4.根据权利要求1所述的医用半导体激光器，其特征在于，所述水冷压片（5）前端为与所述壳体（1）前端配合的斜面结构，其后端设有进水口（7）和出水口（8）。
5.根据权利要求4所述的医用半导体激光器，其特征在于，所述进水口（7）和出水口（8）为快插式结构。
6.根据权利要求5所述的医用半导体激光器，其特征在于，所述水循环系统包括水箱和水泵，所述水箱通过出水管与两所述水冷压片（5）的进水口（7）相连，所述水箱通过进水管与两所述水冷压片（5）的出水口（8）相连，所述出水管上设有所述水泵。
7.根据权利要求6所述的医用半导体激光器，其特征在于，所述水循环系统还包括壳体（1）内的进水五通管和出水五通管；
所述进水五通管的上端口通过管路与所述激光腔（3）的进水口相连，其下端口与所述出水管相连，其侧面上的三个端口中的两个通过管路分别与两所述水冷压片（5）的进水口（7）相连；
所述出水五通管的上端口通过管路与所述激光腔（3）的出水口相连，其下端口与所述进水管相连，其侧面上的三个端口中的两个通过管路分别与两所述水冷压片（5）的出水口（8）相连。

说明书全文

一种医用半导体 激光器

技术领域

[0001] 本实用新型属于激光器应用技术领域，特别涉及一种医用半导体激光器。

背景技术

[0002] 激光医疗作为激光应用的一个重要领域，发展非常迅速，逐步走向成熟。半导体激光器因具有体积小、重量轻、寿命长、功耗低、波长覆盖广的特点，特别适用于医疗设备。

[0003] 目前，商业应用的激光脱毛系统有：红宝石激光器(波长694nm)，翠绿宝石激光器(波长755nm)，半导体激光器( 波长810nm)和调Q掺钕钇铝石榴石激光器(波长1064nm)等。其中，半导体激光器脱毛已被证实是一种安全和有效的激光脱毛方式。据统计，2010年内全球范围内进行的激光脱毛手术达500万人次。

[0004] 现有的医用半导体激光器包括壳体、壳体前端设置的冷头、冷头相邻后方设置的激光腔、激光腔中设置的激光二极管和冷头上设置的冷却装置，激光腔、激光二极管和冷却装置处于壳体中。其中，壳体、冷头、激光腔、激光二极管和冷却装置为手柄中的结构。当然，医用半导体激光器还包括主机，主机包括机箱、电源、控制模块和激光器驱动电路等结构，手柄与主机通过连接线连接。其中，冷头前端凸出壳体直接与皮肤接触激，而冷却装置可以降低冷头的温度使冷头的温度降到冰点，这样人体就感觉不到激光发热带来的疼痛感。现有冷头上的冷却装置主要为水冷结构，但其制冷效果不好，冷头的温度只能降到5℃左右，并不能达到很好的冷敷效果和减轻激光治疗时的痛感。发明内容

[0005] 为了进一步地降低冷头的温度，减轻人体在激光治疗时的痛感，本实用新型实施例提供了一种医用半导体激光器，该激光器采用了水冷结构与半导体制冷片（即TEC）组合的方式进行制冷，并通过将冷头两侧的水冷结构并联以提高水冷结构的散热效果。同时，水冷结构既作为散热部件又作为半导体制冷片的安装部件，部件少，结构简单，可以减小激光器的体积。本实用新型实施例中的冷头的温度可以降到零摄氏度以下，最低可以降到-5℃—-4℃左右，冷敷效果好，能有效减轻人体的痛感。所述技术如下：

[0006] 本实用新型实施例提供了一种医用半导体激光器，该激光器包括壳体1、壳体1前端设置的冷头2、冷头2相邻后方设置的激光腔3、激光腔3中设置的激光二极管4和冷头2上设置的冷却装置；其中，所述冷却装置包括水循环系统、两水冷压片5和冷头1左右两侧设置的半导体制冷片6，所述半导体制冷片6的内侧紧贴所述冷头2设置，所述水冷压片5包覆在所述半导体制冷片6的外侧将所述半导体制冷片6压在所述冷头2上，所述水冷压片5固定在所述冷头2上，两所述水冷压片5独立地通过管路与所述水循环系统相连。

[0007] 其中，本实用新型实施例中的水冷压片5的厚度为6-10mm，所述水冷压片5与所述半导体制冷片6之间有导热硅酯。

[0008] 其中，本实用新型实施例中的水冷压片5上下两侧设有连接片，所述冷头2上下两侧对应地设有固定片，所述连接片与所述固定片通过螺丝9连接。

[0009] 其中，本实用新型实施例中的水冷压片5前端为与所述壳体1前端配合的斜面结构，其后端设有进水口7和出水口8。

[0010] 优选地，本实用新型实施例中的进水口7和出水口8为快插式结构。

[0011] 其中，本实用新型实施例中的水循环系统包括水箱和水泵，所述水箱通过出水管与两所述水冷压片5的进水口7相连，所述水箱通过进水管与两所述水冷压片5的出水口8相连，所述出水管上设有所述水泵。

[0012] 进一步地，本实用新型实施例中的水循环系统还包括壳体1内的进水五通管和出水五通管；所述进水五通管的上端口通过管路与所述激光腔3的进水口相连，其下端口与所述出水管相连，其侧面上的三个端口中的两个通过管路分别与两所述水冷压片5的进水口7相连；所述出水五通管的上端口通过管路与所述激光腔3的出水口相连，其下端口与所述进水管相连，其侧面上的三个端口中的两个通过管路分别与两所述水冷压片5的出水口8相连。

[0013] 本实用新型实提供的医用半导体激光器的有益效果为：

[0014] 本实用新型实施例提供了一种医用半导体激光器，该激光器中的冷却装置包括水循环系统、两水冷压片和两半导体制冷片，两半导体制冷片紧贴冷头的左右两侧设置，水冷压片包覆在半导体制冷片的外侧既实现了为半导体制冷片散热又实现了半导体制冷片的安装，结构简单和小巧，减小了激光器的体积。同时，通过冷头两侧的水冷压片独立地与水循环系统连接以提高水冷压片对半导体制冷片的散热效果，最终提高了冷却装置对冷头的冷却效果，可以将冷头的温度降到零摄氏度以下，冷敷效果好，能明显减轻人体的痛感。附图说明

[0015] 图1为本实用新型实施例提供的医用半导体激光器的结构示意图；

[0016] 图2为本实用新型实施例提供的医用半导体激光器的部分剖视图；

[0017] 图3为本实用新型实施例提供的冷头与冷却装置组合的俯视图；

[0018] 图4为本实用新型实施例提供的冷头与冷却装置组合的右视图；

[0019] 图5为本实用新型实施例提供的冷头与冷却装置组合的后视图；

[0020] 图6为本实用新型实施例提供的五通管的外观示意图。

[0021] 其中，1壳体、2冷头、3激光腔、4激光二极管、5水冷压片、6半导体制冷片、7进水口、8出水口、9螺丝。

具体实施方式

[0022] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

[0023] 实施例一

[0024] 参见图1-5，本实用新型实施例提供了一种医用半导体激光器，该激光器包括壳体1、壳体1前端设置的冷头2、冷头2相邻后方设置的激光腔3、激光腔3中设置的激光二极管4和冷头2上设置的冷却装置等结构。其中，冷头2的前端部分凸出壳体1的前端，冷头
2与激光腔3通过激光腔3前端的出光口相连，激光二极管4设于激光腔3后端的内壁上，激光腔3位于壳体1内。其中，冷却装置包括水循环系统、两水冷压片5（左水冷压片和右水冷压片）和冷头1左右两侧的两半导体制冷片6（左半导体制冷片和右半导体制冷片），半导体制冷片6的内侧（冷端）紧贴冷头2设置，水冷压片5包覆在半导体制冷片6的外侧（热端）将半导体制冷片6压在冷头2上，水冷压片5固定在冷头2上，两水冷压片5独立地通过管路与水循环系统相连。

[0025] 具体地，冷头2的整个左侧面的后部基本被左半导体制冷片所覆盖，而左半导体制冷片外侧包覆有左水冷压片，左水冷压片固定在冷头2左侧上，而左半导体制冷片通过左水冷压片挤压固定在冷头2上。冷头2右侧的右半导体制冷片和右水冷压片与左侧的设置方式一样，本实施例省略详细描述。同时，左水冷压片和右水冷压片独立地通过管路与水循环系统相连，即两水冷压片并联连接。

[0026] 其中，本实用新型实施例中的水冷压片5为片状结构，其内部设有水腔，其厚度为6-10mm，其非常薄既起到散热作用又起到固定半导体制冷片6的作用，以减小整个冷却装置的体积，可以将激光器制作得更小。水冷压片5底面（与半导体制冷片6接触的一面）与半导体制冷片6平行且被加工得非常光滑用以增加接触面积。水冷压片5与半导体制冷片
6之间有导热硅酯，半导体制冷片6与冷头2之间也设有导热硅酯。进一步地，为了增加水冷压片5中水腔的过水面积，水冷压片5的水腔是通过线切割（沿图1中的上下方向切割）后再把上下两侧的线割的孔位给焊接堵住制成的，以做出足够大的容水面以增加冷却液铺开的面积。

[0027] 其中，参见图1、4和5所示，本实用新型实施例中的水冷压片5上下两侧设有连接片；相应地，冷头2的上下两侧对应地设有固定片，连接片与固定片通过螺丝9连接。具体地，如图1、2、4和5所示，水冷压片5底部的上侧和下侧分别沿竖直方向向上和向下设有连接片，冷头2的左侧面或者右侧面沿竖直方向向上和向下凸设有固定片，连接片和固定片沿前后方向都对应地设有两螺纹孔，连接片和固定片通过共4个螺丝9连接，螺丝9与连接片之间设有绝缘垫片起绝缘和防止热传导的作用。

[0028] 其中，参见图1和图3，本实用新型实施例中由于壳体1前端为前小后大的结构，则水冷压片5前端为与壳体1前端配合的斜面结构，当然设计为其他的前小后大的结构同样可以，只要保证水冷压片5尽量靠近冷头2前端设置以提高冷却效果。其中，参见图1-5，在水冷压片5后端设有进水口7和出水口8用于与水循环系统连接。具体地，水冷压片5可以设计为截面为直角梯形的片状结构，其前端为斜面，其后端侧面上沿竖直方向并排设有出水口8和进水口7。

[0029] 优选地，本实用新型实施例中的进水口7和出水口8为快插式结构用于方便安装管路。

[0030] 其中，本实用新型实施例中的水循环系统包括水箱和水泵，水箱通过出水管与两水冷压片5的进水口7相连，水箱通过进水管与两水冷压片5的出水口8相连，出水管上设有水泵。其中，水箱和水泵可以设置在主机中，通过管路与水冷压片5连接。

[0031] 进一步地，参见图1和图6，本实用新型实施例中的水循环系统还包括壳体1内的进水五通管和出水五通管，进水五通管和出水五通管并排设于壳体1后部。其中，进水五通管的上端口通过管路与激光腔3的进水口相连用于为激光二极管散热，其下端口与水箱的出水管相连，其侧面上的三个端口中的两个通过管路分别与两水冷压片5的进水口7相连，最后一个端口封闭。其中，出水五通管的上端口通过管路与激光腔3的出水口相连用于为激光二极管散热，其下端口与水箱的进水管相连，其侧面上的三个端口中的两个通过管路分别与两水冷压片5的出水口8相连，最后一个端口封闭。具体地，如图6所示，五通管沿竖直方向固定在壳体1上，为管状结构其上端和下端各设有一端口，而管壁上向前并排设有三个端口，其中三个端口中最下面的一个封闭。本实用新型中通过五通管的使用同时实现了两水冷压片的并联连接和对激光二极管散热。

[0032] 当然，本实用新型实施例中的冷却装置还包括温度传感器和温度控制装置，用以实现冷头的温度控制。其中，半导体制冷片6和温度传感器与温度控制装置电连接，温度传感器设于冷头2上，温度控制装置可以设于主机中。

[0033] 本实用新型实施例提供了一种医用半导体激光器，该激光器中的冷却装置包括水循环系统、两水冷压片和两半导体制冷片，两半导体制冷片紧贴冷头的左右两侧设置，水冷压片包覆在半导体制冷片的外侧既实现了为半导体制冷片散热又实现了半导体制冷片的安装，结构简单和小巧，减小了激光器的体积。同时，通过冷头两侧的水冷压片独立地与水循环系统连接以提高水冷压片对半导体制冷片的散热效果，最终提高了冷却装置对冷头的冷却效果，可以将冷头的温度降到零摄氏度以下，冷敷效果好，能明显减轻人体的痛感。

[0034] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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