一种用于内窥镜的RGB半导体激光模块及照明装置的制作方法

本技术涉及医疗器械，具体涉及一种用于内窥镜的rgb半导体激光模块及照明装置。

背景技术：

1、内窥镜是一种广泛使用的医疗器械，经人体的天然孔道，或是经过手术做的小切口进入人体体内，观察内部组织，包括硬管式内镜和软管式内镜。传统的医用内窥照明光源通常采用卤素灯或者氙灯照明，其优点是光通量大、显色指数高，缺点是功耗太大、热量高和寿命短等。目前寿命长、能耗低且色温可控的led冷光源逐渐占据了医用内窥镜市场。

2、近年来新型内窥镜光源也不断出现，发明专利cn109620106b提出了一种利用多组移动滤光片实现窄带照明的内窥镜照明光源，窄带照明对于辨别不同黏膜表层组织和血管等具有重要意义。发明专利cn110113983b提出了一种利用二向色镜将红、绿、蓝光源进行合成的混合内窥镜光源。发明专利cn108618743a提出了一种不同颜色的led进行合成的混合内窥镜光源。发明专利cn111568352a提出了一种将红光led(610～660nm)、绿光led(510～560nm)和蓝光led(430～480nm)合成白光光源的方法。随着半导体激光技术的进步，半导体激光(laserdiode,ld)有望成为最新型的内窥镜光源。半导体激光光源具有和发光二极管(led)一样，具有寿命长和能耗低的优点，相比于发光二极管、照明亮度更高、光谱线宽更窄且更容易和光纤进行耦合。但是半导体激光光源进行内窥镜照明存在激光散斑现象，激光散斑由激光光源的相干性引起，表现为明暗相间的光斑、严重影响内窥镜的照明效果。发明专利cn110719749b提出了一种激光散斑减少装置，拟用于蓝色(445nm)、绿色(532nm)和红色(635nm)的混合激光光源的内窥镜照明中。

3、从以上发明专利中可以看出，目前均采用二向色镜实现红绿蓝光束合束，但是二向色镜合束方案具有光路调节困难，且不易扩展合束数量的缺点。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：

2、在本申请的第一个方面提供了一种用于内窥镜的rgb半导体激光模块，包括：

3、rgb半导体激光模块，rgb半导体激光模块包括：红光激光二极管、绿光激光二极管、蓝光激光二极管、近红外激光二极管和光纤合束单元；rgb半导体激光模块一端设置有第一插芯，红光激光二极管、绿光激光二极管、蓝光激光二极管和近红外激光二极管靠近第一插芯一端连接尾纤，光纤合束单元一端连接尾纤，另一端连接第一插芯；光纤合束单元内包括红光、绿光、蓝光和近红外光光纤。

4、通过以上技术方案，光纤合束单元具有简单且容易扩展的优点。

5、具体的，红光激光二极管用于产生波长为632±20nm的红光，蓝光激光二极管用于产生波长为450±20nm的蓝光，绿光激光二极管用于产生波长为532±20nm的绿光，近红外激光二极管用于产生波长为785±20nm的近红外光。

6、具体的，尾纤和光纤合束单元之间设置光纤功率合束器。

7、具体的，光纤合束单元可选的芯径直径和包层直径包括：芯径直径200μm、包层直径220μm，芯径直径300μm、包层直径330μm，芯径直径400μm、包层直径440μm。

8、通过以上技术方案，使得rgb半导体激光模块所使用的光纤具有扩展性，可以方便的对激光波长进行扩展和改变，因此半导体激光器的波长不仅限于上述的激光波长，可进行扩展和改变。

9、在本申请的第二个方面提供了一种用于内窥镜的照明装置，包括上述rgb半导体激光模块、控制器和消激光散斑模块；消激光散斑模块，消激光散斑模块配置用于消除rgb半导体激光模块发出激光的散斑；

10、控制器通过电缆连接rgb半导体激光模块，消激光散斑模块一端通过传输光纤连接rgb半导体激光模块，另一端连接照明光纤。

11、具体的，消激光散斑模块两端分别设置第一插孔和第二插孔；消激光散斑模块包括：激光散斑抑制器、耦合透镜和压电光纤拉伸器；激光散斑抑制器两侧对称设置耦合透镜，靠近第二插孔一侧的耦合透镜与第二插孔之间设置有第二插芯和压电光纤拉伸器。

12、通过以上技术方案，耦合透镜对光纤出射光进行扩束准直，便于远距离传输。

13、具体的，第一、第二插芯采用sma905插芯；第一、第二插孔采用sma905插孔。

14、具体的，第一和第二插芯采用fc插芯或sc光纤接头。

15、具体的，压电光纤拉伸器由光纤和压电陶瓷柱组成，光纤缠绕在压电陶瓷柱上，且光纤两端分别连接第二插芯和第二插孔。

16、通过以上技术方案，通电后，压电陶瓷柱的直径发生变化，从而拉伸传输光纤，并改变激光的相位和匀化激光散斑。

17、具体的，激光散斑抑制器包括扩散片，扩散片的振动频率为120hz。

18、本申请的有益效果如下：

19、提出了基于光纤合束结构的rgb光源，能够同时输出红光(632±20nm)、绿光(532±20nm)、蓝光(450±20nm)和近红外光(785±20nm)，光纤合束结构具有简单且容易扩展的优点；

20、提出了光强调制、光纤扰动和空间相位扰动等方法来克服激光内窥镜光源固有的激光散斑问题。

技术特征：

1.一种用于内窥镜的rgb半导体激光模块，其特征在于，所述rgb半导体激光模块包括：红光激光二极管、绿光激光二极管、蓝光激光二极管、近红外激光二极管和光纤合束单元；所述rgb半导体激光模块一端设置有第一插芯，所述红光激光二极管、绿光激光二极管、蓝光激光二极管和近红外激光二极管靠近所述第一插芯一端连接尾纤，所述光纤合束单元一端连接所述尾纤，另一端连接所述第一插芯；所述光纤合束单元内包括红光、绿光、蓝光和近红外光光纤。

2.根据权利要求1所述的一种用于内窥镜的rgb半导体激光模块，其特征在于，所述红光激光二极管用于产生波长为632±20nm的红光，所述蓝光激光二极管用于产生波长为450±20nm的蓝光，所述绿光激光二极管用于产生波长为532±20nm的绿光，所述近红外激光二极管用于产生波长为785±20nm的近红外光。

3.根据权利要求1所述的一种用于内窥镜的rgb半导体激光模块，其特征在于，所述尾纤和所述光纤合束单元之间设置光纤功率合束器。

4.根据权利要求1所述的一种用于内窥镜的rgb半导体激光模块，其特征在于，所述光纤合束单元可选的芯径直径和包层直径包括：芯径直径200μm、包层直径220μm，芯径直径300μm、包层直径330μm，芯径直径400μm、包层直径440μm。

5.一种用于内窥镜的照明装置，其特征在于，所述装置包括如权利要求1-4中的任一项所述的rgb半导体激光模块、控制器和消激光散斑模块；消激光散斑模块，所述消激光散斑模块配置用于消除所述rgb半导体激光模块发出激光的散斑；

6.根据权利要求5所述的一种用于内窥镜的照明装置，其特征在于，所述消激光散斑模块两端分别设置第一插孔和第二插孔；所述消激光散斑模块包括：激光散斑抑制器、耦合透镜和压电光纤拉伸器；所述激光散斑抑制器两侧对称设置所述耦合透镜，靠近所述第二插孔一侧的耦合透镜与所述第二插孔之间设置有第二插芯和压电光纤拉伸器。

7.根据权利要求6所述的一种用于内窥镜的照明装置，其特征在于，第一、第二插芯采用sma905插芯；所述第一、第二插孔采用sma905插孔。

8.根据权利要求6所述的一种用于内窥镜的照明装置，其特征在于，所述第一和第二插芯采用fc插芯或sc光纤接头。

9.根据权利要求6所述的一种用于内窥镜的照明装置，其特征在于，所述压电光纤拉伸器由光纤和压电陶瓷柱组成，所述光纤缠绕在所述压电陶瓷柱上，且所述光纤两端分别连接所述第二插芯和第二插孔。

10.根据权利要求6所述的一种用于内窥镜的照明装置，其特征在于，所述激光散斑抑制器包括扩散片，所述扩散片的振动频率为120hz。

技术总结本申请公开了一种用于内窥镜的RGB半导体激光模块及照明装置，RGB半导体激光模块包括：红光激光二极管、绿光激光二极管、蓝光激光二极管、近红外激光二极管和光纤合束单元；RGB半导体激光模块一端设置有第一插芯，红光激光二极管、绿光激光二极管、蓝光激光二极管和近红外激光二极管靠近第一插芯一端连接尾纤，光纤合束单元一端连接尾纤，另一端连接第一插芯；光纤合束单元内包括红光、绿光、蓝光和近红外光光纤。技术研发人员：于泓,王德田,赵一平受保护的技术使用者：锋迈（厦门）半导体科技有限公司技术研发日：20231229技术公布日：2024/9/26