[实用新型]具有皮肤冷却功能的高功率VCSEL激光治疗装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有皮肤冷却功能的高功率半导体激光治疗装置，尤其涉及一种以垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，简称VCSEL)作为光源的具有皮肤冷却功能的高功率半导体激光治疗装置，属于激光治疗器械。

背景技术

在过去的二十年间，高功率半导体激光器被广泛地应用于皮肤外科与激光美容外科等领域，比如脱毛、嫩肤、祛皱、色素治疗、物理疗法等。在绝大多数的治疗场合，一方面需要给皮肤注入足够大的激光能量，另一方面还要防止高功率激光对皮肤的灼伤，因而绝大多数激光治疗装置需要配合皮肤冷却装置来使用。

在传统高功率半导体激光器中，使用半导体制冷片和高导热光学窗口片构成的接触式皮肤冷却装置，是一种常用的设计结构。例如中国专利ZL201220625361.1和ZL201320713701.0中公开的半导体激光器结构。其中，在常用的高导热光学窗口片中，尤以蓝宝石接触窗口的应用最为广泛。使用蓝宝石作为皮肤治疗装置的接触窗口，最早的历史可以追溯到上世纪90年代，详细结构可以参见美国专利文本US6273885B1中的记载。

传统的高功率半导体激光器，使用边发射半导体激光器阵列作为激光光源。边发射半导体激光器阵列是一种叠层式结构，具有独立而复杂的激光器热沉结构，因而不能与半导体制冷片的热沉公用，这样就使得皮肤冷却结构和激光器结构需要分别设计独立的冷却热沉和通水结构，治疗装置的结构因此变得非常复杂。例如中国专利ZL201220625361.1中公开的双侧制冷型医疗美容用半导体激光器系统，包括两个通水块，其中，第一通水块用于对接触窗进行传导冷却，第二通水块用于对半导体激光器阵列进行传导冷却，这种双通水块的结构导致半导体激光器的内部结构复杂、激光治疗头体积较大，在皮肤治疗时常常会影响操作者的视野，增加手术难度。因此，如果可以 设计出体积小巧、操作方便的激光治疗手柄，将会极大地减少激光手术时的操作难度。

近年来，随着垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，简称VCSEL)的制造技术逐渐成熟，VCSEL逐渐实现了接近于边发射半导体激光器的高功率输出。同时由于其独特的结构，其应用中存在的诸多优点，如高可靠性、耐高温、光学分布均匀、表面高反射率(抗高反)、波长温漂小等等。在激光医疗领域，垂直腔面发射激光器必将逐渐取代传统边发射半导体激光器成为未来主要的激光治疗设备。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种具有皮肤冷却功能的高功率VCSEL激光治疗装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了下述技术方案：

一种具有皮肤冷却功能的高功率VCSEL激光治疗装置，包括激光器热沉、封装在所述激光器热沉上的VCSEL阵列、设置在所述VCSEL阵列出光面前方的光学传输器件、以及设置在所述光学传输器件出光口端的高导热光学窗口片，

在所述激光器热沉、所述光学传输器件和所述高导热光学窗口片的外侧设置有一体的冷却传导金属件，并且，在所述冷却传导金属件和所述激光器热沉之间设置有一片或多片半导体制冷片，所述半导体制冷片的热端与所述激光器热沉接触，所述半导体制冷片的冷端与所述冷却传导金属件接触。

其中较优地，所述冷却传导金属件包裹于所述高导热光学窗口片、所述光学传输器件和所述激光器热沉的外部；

所述高导热光学窗口片嵌装于所述冷却传导金属件前端的开口中；所述光学传输器件设置在所述冷却传导金属件前部的空腔中；所述激光器热沉设置在所述冷却传导金属件后部的空腔中，一片或多片所述半导体制冷片设置在所述激光器热沉和所述冷却传导金属件之间的缝隙中。

其中较优地，所述光学传输器件通过支撑件设置在所述冷却传导金属件前部的空腔中，在所述光学传输器件和所述支撑件的接触缝隙 处，以及所述支撑件和所述激光器热沉的接触缝隙处，使用密封胶进行密封固定。

其中较优地，所述光学传输器件通过固定件设置在所述激光器热沉和所述VCSEL阵列的前方。

其中较优地，所述光学传输器件是内壁抛光的反射镜筒或者基于内壁全反射的导光锥。