手持式掃描發(fā)生器光路結(jié)構(gòu)研究

王文瑜

摘 要：文章基于手持式掃描發(fā)生器自身內(nèi)部光路結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述，細(xì)致描述了該光路結(jié)構(gòu)自身內(nèi)部構(gòu)造與實(shí)際運(yùn)行現(xiàn)狀。目前，市場內(nèi)運(yùn)用到掃描發(fā)生裝置的科技一般都是通過垂直類型的光路結(jié)構(gòu)，比較容易導(dǎo)致入射光自身傳輸組件產(chǎn)生變形，導(dǎo)致光路實(shí)際準(zhǔn)直性不佳，使該儀器自身精準(zhǔn)性及實(shí)際操作性都受到一定影響。由此，也導(dǎo)致產(chǎn)品運(yùn)輸、制造以及組裝等生產(chǎn)成本增加，提升了實(shí)際準(zhǔn)備治療的具體工作難度。我公司（全稱為“上海鈺華科技有限公司”，下文簡稱“上海鈺華”）研發(fā)生產(chǎn)的手持類型的掃描發(fā)生裝置內(nèi)部光路結(jié)構(gòu)，能夠在確保光路準(zhǔn)直性的基礎(chǔ)上保有精準(zhǔn)操作、輕盈、手感舒適以及小巧等優(yōu)勢，存在較高的實(shí)際商業(yè)價值，由此也促進(jìn)了CO2形式激光治療設(shè)備的未來發(fā)展。

關(guān)鍵詞：掃描器;光路結(jié)構(gòu);CO2激光治療

中圖分類號：TN248;TN242 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）04-020-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.04.010

CO2形式的激光治療設(shè)備，目前被普遍運(yùn)用在皮膚科、外科、耳鼻喉科以及婦科等進(jìn)行凝固、切割、燒灼以及汽化等形式的手術(shù)治療。并且也被使用在醫(yī)美產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，作為醫(yī)美等機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵醫(yī)美設(shè)備;伴隨激光類型醫(yī)療器械市場的不斷發(fā)展，現(xiàn)有CO2類型激光治療儀器具有的相關(guān)問題也開始產(chǎn)生[1]。

1 CO2激光治療設(shè)備掃描發(fā)生器存在的問題

CO2類型的激光治療設(shè)備基本是通過CO2激光器（也稱為CO2激光管）實(shí)際產(chǎn)生的高功率密度形式的激光束，經(jīng)過對相關(guān)生物組織造成一定的化學(xué)、熱以及電磁波等效應(yīng)，由此達(dá)到理療以及手術(shù)的實(shí)際目標(biāo)。當(dāng)在手術(shù)過程中使用機(jī)器時，能在導(dǎo)光口的出口部位獲得高功率密度的實(shí)際聚集激光束，其能夠在相應(yīng)手術(shù)位置上提供高濕作用，能夠?qū)Σ∽兘M織進(jìn)行快速的汽化、切除、碳化以及燒傷等措施，手術(shù)環(huán)節(jié)能夠降低出血率與感染率，提升手術(shù)部位復(fù)原性，使其能夠恢復(fù)得較為平整、光滑。

目前，市場內(nèi)運(yùn)用到掃描發(fā)生裝置內(nèi)的技術(shù)一般都是垂直類型的光路結(jié)構(gòu)，也就是掃描系統(tǒng)內(nèi)部的光路傳輸?shù)饺肷涔庖约俺錾涔?，兩者空間結(jié)構(gòu)上存在垂直性。為了確保光路自身的平穩(wěn)性，就需要不斷擴(kuò)大裝置自身體積，由此導(dǎo)致其自身重量很重。體積較大的裝置不僅會促使實(shí)際運(yùn)用操作并不方便，同時也要由此提升產(chǎn)品運(yùn)輸、制造以及組件等實(shí)際成本費(fèi)用，增強(qiáng)實(shí)際準(zhǔn)備治療的工作難度[2]。上海鈺華研發(fā)生產(chǎn)的CO2形式的激光治療設(shè)備內(nèi)部掃描發(fā)生裝置，就針對以上短板內(nèi)容展開了實(shí)際優(yōu)化及創(chuàng)新，使以上問題都得到了具體解決。

2 手持式掃描發(fā)生器的光路結(jié)構(gòu)

上海玨華公司研發(fā)生產(chǎn)的手持類型掃描發(fā)生器內(nèi)部光路結(jié)構(gòu)，對目前市場技術(shù)內(nèi)由于掃描器自身運(yùn)用垂直類型光路結(jié)構(gòu)，使其體積較大、光路自身準(zhǔn)直性不好、導(dǎo)致入射光自身傳輸組件機(jī)器產(chǎn)生變形等相關(guān)問題得到解決。

手持類型掃描發(fā)生器自身光路機(jī)構(gòu)，一般會把實(shí)際入射激光具體調(diào)制成出射激光展開輸出。通常光路結(jié)構(gòu)涵蓋了Fθ透鏡、橢圓反射鏡、Y軸反射鏡、以及X軸反射鏡等內(nèi)容，而入射激光通常與橢圓反射鏡之間呈現(xiàn)45度進(jìn)行夾角設(shè)置，由此能夠?qū)⑷肷浼す馔ㄟ^折射輸送到X軸反射鏡面，隨后通過X軸反射鏡實(shí)際折射到相應(yīng)的Y軸反射鏡面，最終折射到與其匹配的Fθ透鏡，隨后通過Fθ透鏡產(chǎn)生實(shí)際出射激光展開輸出。

通常出射激光會和Y軸反射鏡之間呈現(xiàn)45度進(jìn)行夾角設(shè)置，由此導(dǎo)致其自身光軸實(shí)際重疊。Fθ透鏡、橢圓反射鏡、Y軸反射鏡以及X軸反射鏡等設(shè)施都放置在相同的安裝基座內(nèi)，同時基座內(nèi)也需要固定一個Y軸以及X軸兩個伺服電機(jī)，Y軸形式的伺服電機(jī)一般會通過促使Y軸反射鏡在相應(yīng)的Y軸實(shí)現(xiàn)微調(diào)，而X軸形式的反射鏡也促使X軸反射鏡能夠在對應(yīng)的X軸進(jìn)行微調(diào)，這兩種伺服電機(jī)通常呈現(xiàn)垂直角度進(jìn)行安裝。在實(shí)際手持類型掃描發(fā)生器內(nèi)部光路結(jié)構(gòu)中，通常橢圓反射鏡自身投影是圓形。一般，安裝基座放置在一具存在手柄的實(shí)際殼體內(nèi)，其殼體上還需要放置一個和手柄之間垂直的掃描振鏡目具，同時該目具和實(shí)際Fθ透鏡進(jìn)行同軸心設(shè)置，兩者間的實(shí)際間距需要保持50mm。

3 手持式掃描發(fā)生器光路結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)造

手持類型掃描發(fā)生器內(nèi)部光路原理詳細(xì)顯示圖如圖1所示。手持類型掃描發(fā)生器自身構(gòu)件實(shí)際分解詳細(xì)顯示圖如圖2所示。

圖內(nèi)公式都是簡化后的具體顯示圖示，只通過示意的手段對該光路結(jié)構(gòu)自身基礎(chǔ)構(gòu)想進(jìn)行闡述，該組件實(shí)際布局形態(tài)也會變得比較復(fù)雜。

如圖1所示，該類型手持掃描發(fā)生器自身光路結(jié)構(gòu)一般是把入射激光1經(jīng)過調(diào)制以后通過出射激光2展開實(shí)際輸送，由此對大眾自身皮膚組織展開美容手術(shù)操作。通常該光路機(jī)構(gòu)涵蓋了Fθ透鏟34、橢圓反射鏡31、Y軸反射鏡33以及X軸反射鏡32等內(nèi)容。通常，橢圓反射鏡31能夠和入射激光1兩者之間通過45度進(jìn)行夾角設(shè)置，由此導(dǎo)致其自身光軸進(jìn)行實(shí)際重疊，促使入射激光1能夠經(jīng)過折射輸送到X軸反射鏡32，隨后通過X軸反射鏡32產(chǎn)生折射作用將光線輸送到對應(yīng)的Y軸反射鏡33，隨后經(jīng)過Y軸反射鏡33產(chǎn)生折射作用輸送到Fθ透鏡34。最終，通過Fθ透鏡34產(chǎn)生與其對應(yīng)的出射激光2，對具體人體皮膚組織實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的美容手術(shù)操作。

必須進(jìn)行說明的是，為了使掃描發(fā)生器內(nèi)部光路自身功效及原理進(jìn)行實(shí)際突顯，需要參照圖2，也就是需要了解該發(fā)生器實(shí)際涵蓋的連接套37、橢圓反射鏡31、殼體36、X軸反射鏡32、安裝基座35、Y軸反射鏡33及對應(yīng)的Fθ透鏡34等內(nèi)容。

一般，橢圓反射鏡31會通過相應(yīng)反射鏡座311實(shí)際放置到相應(yīng)的安裝基座35內(nèi)，和橢圓反射鏡31進(jìn)行實(shí)際連接的還有相關(guān)的連接套37，其一般會通過連接套37把對應(yīng)的入射激光1輸送至相應(yīng)的橢圓反射鏡31。同時，連接套37也會被放置到對應(yīng)的安裝基座35內(nèi)。通常，橢圓反射鏡31形成的投影都是圓形。

通常安裝基座35內(nèi)也放置了相應(yīng)的X軸伺服電機(jī)321，實(shí)際上該電機(jī)會通過對應(yīng)的固定塊322一起安裝在匹配的基座35上。在實(shí)際落實(shí)方案內(nèi)，X軸伺服電機(jī)321通常都是具有較高精密度的相應(yīng)伺服電機(jī)，促使X軸反射鏡32能夠在對應(yīng)的X軸向展開實(shí)際微調(diào)。

一般，安裝基座35內(nèi)還會安裝對應(yīng)的Y軸伺服電機(jī)331，實(shí)際上該電機(jī)331會通過對應(yīng)的固定塊332一起安裝在匹配的基座35上。在實(shí)際落實(shí)方案內(nèi)，Y軸伺服電機(jī)331通常都是具有較高精密度的相應(yīng)伺服電機(jī)，促使Y軸反射鏡33能夠在對應(yīng)的Y軸向展開實(shí)際微調(diào)。并且X軸以及Y軸兩者對應(yīng)的伺服電機(jī)呈現(xiàn)垂直安裝。

4 手持式掃描發(fā)生器光路結(jié)構(gòu)的意義與發(fā)展運(yùn)用

該手持形式的掃描發(fā)生器內(nèi)部光路結(jié)構(gòu)基本是入射激光，首先輸送至橢圓反射鏡，隨后經(jīng)過反射后輸送至相應(yīng)的X軸反射鏡片，之后經(jīng)過折射輸送至匹配的Y軸反射鏡片，最終通過Fθ透鏡輸送至對應(yīng)目標(biāo)。一般，X軸及Y軸兩類反射鏡片都通過相應(yīng)的伺服電機(jī)作用，通過相關(guān)程序控制進(jìn)行有規(guī)律的實(shí)際轉(zhuǎn)動，由此對光波自身的掃描途徑及實(shí)際圖形進(jìn)行具體控制輸出。由此，處理了目前技術(shù)內(nèi)由于通過垂直性光路結(jié)構(gòu)掃描發(fā)生裝置導(dǎo)致的光路準(zhǔn)直性不高、體積較大及入射光相應(yīng)傳輸組件變形等相關(guān)問題，通過該發(fā)明實(shí)際創(chuàng)建的光路結(jié)構(gòu)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在確保光路自身準(zhǔn)直性的基礎(chǔ)上，使實(shí)際掃描發(fā)生器本身存在便于精準(zhǔn)操作、體積小巧、輕盈及手感較為舒適等優(yōu)勢。

現(xiàn)在，該類型手持掃描發(fā)生器自身光路機(jī)構(gòu)已被上海鈺華研發(fā)的不同類型的CO2激光治療設(shè)備實(shí)際運(yùn)用，同時進(jìn)行長期生產(chǎn)及運(yùn)用。目前，PC015-ES、PC040-DS及PC040-DSV等型號的CO2類型激光治療設(shè)備已經(jīng)在眾多大規(guī)模醫(yī)院與醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用。通過儀器操作人員的具體反饋可知，運(yùn)用該掃描發(fā)生器自身光路機(jī)構(gòu)的相應(yīng)CO2形式的激光治療設(shè)備，實(shí)際操作精準(zhǔn)性以及手感都獲得了約20%的提升。該類型掃描發(fā)生器自身光路結(jié)構(gòu)，也促進(jìn)CO2類型的醫(yī)療激光治療設(shè)備繼續(xù)朝前發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 邱海霞，李步洪，馬輝，等.我國激光技術(shù)醫(yī)療應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].中國工程科學(xué)，2020，22（3）：14-20.

[2] 盧瑛，張仁永，謝箭，等.基于激光掃描的電網(wǎng)高壓線故障檢測系統(tǒng)設(shè)計[J].激光雜志，2019，40（8）：125-129.