[发明专利]自动化近红外激光可变扩束照射温控系统及方法

说明书

自动化近红外激光可变扩束照射温控系统，包括可变扩束系统、调节支架和温控系统，温控系统包括箱体，箱体顶部设置样品放置区域且在边缘固定调节支架；调节支架包括竖置的伸缩杆，伸缩杆顶部通过调节杆连接位于箱体上方的可变扩束系统；温控系统顶部设置平行于伸缩杆的标尺；可变扩束系统包括镜筒，调节杆两头分别与伸缩杆顶部、镜筒外壁固定；镜筒内设置透镜，镜筒无底且顶部设置接口；镜筒下部设置红外热感应设备，红外热感应设备包括探头和转动调整装置。红外温控方法包括以下步骤：预写程序、调整扩束系统的位置、调节透镜、设置目标温度、升至目标温度。本发明可解决传统仪器操作时需要随时关闭激光设备、操作不便的技术问题。

技术领域

本发明属于红外激光仪器设备技术领域，具体涉及自动化近红外激光可变扩束照射温控系统及方法。

背景技术

近红外激光在材料学、化学及医学上的应用越来越广泛，如肿瘤治疗、海水淡化等领域均有涉及。以肿瘤治疗为例，肿瘤是一种致死率很高的疾病。目前治疗肿瘤的方法除了局部手术外，还有化疗、放疗、生物治疗等手段。除手术外其他的方案统称为保守治疗方案，主要针对肿瘤晚期的患者。保守治疗的效果是有限的，而且有较明显的副作用。保守治疗的副作用主要由于不具有靶向性，不能精确地杀伤肿瘤细胞。而近红外光热治疗是目前肿瘤治疗中比较前沿的探索方向。通过近红外光(NIR)照射吞噬具有光热治疗作用的纳米粒子的肿瘤细胞，可以实现对肿瘤细胞高效、精准的靶向杀伤作用。光热治疗的原理基于一些具有特殊理化性质的纳米粒子能吸收近红外激光(如808nm激光和1064nm激光等)进而产生热量，定向杀死肿瘤细胞。在目前关于光热治疗的科研实验中，无论是体外还是体内实验，均是实现这一过程。利用近红外光热效应进行海水淡化等科学研究中也是利用近红外激光使纳米粒子吸收能量产生热量，进而通过蒸发淡化海水。虽然实施对象不同，但过程是类似的。综上所述，近红外激光设备是肿瘤光热治疗或相应工程科学科研工作中必须使用的重要设备。目前比较常见的近红外激光系统主要由激光发射源，激光传导光纤以及激光扩束透镜组组成。激光发射源产生一定能量的近红外细束激光，激光通过激光传导光纤传导，经过扩束透镜扩束后形成具有一定直径的近红外光。在相应的科研工作中，随着具体实验项目的不同，接受激光照射的对象可能有所不同。如在肿瘤治疗的科研工作中，有可能是活体动物的荷瘤模型或其他模型，96孔板中的细胞，24孔板中的细胞，12孔板中的细胞，6孔板中的细胞，不同尺寸的培养皿等。而在其他工程科学科研工作中可能不是不同尺寸的器皿等。这些不同的实验动物或设备尺寸不同，因此需要不同直径的近红外激光光束。照射对象的温度在近红外激光光热科研中是一个非常重要的参数。被照射对象的温度反映了材料吸收近红外激光能量的水平。不同的实验中对温度可能有不同的要求。在实验中测定温度是重要的环节。目前测定温度的方法有温度计、红外热成像仪等。这些设备或者使用不便，或者仪器繁琐复杂。由于测温系统独立于近红外激光发生系统，在部分科研试验中，对近红外加温温度有较高精确度的要求。传统的测温方法显然不利于实验方便、有效、准确地进行。而且很多科研实验中，近红外激光照射是需要一定时间的，这也就意味着科研工作人员需要一直监测温度以随时关闭近红外激光发生设备，这也耗费了科研工作人员宝贵的时间。

专利号“CN200810127017”的“高功率激光光束扩束器”，提供了一种能量集中的激光发生装置，升温速度快，但是依然无法自动控制光束的开闭。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种自动化近红外激光可变扩束照射温控系统及方法，即通过一个集成近红外激光变倍扩束系统与温度感应控制系统于一体的自动化近红外激光可变扩束照射及温控系统，解决上述传统仪器操作时需要随时关闭激光设备、操作不便的技术问题。

本发明采用以下的技术方案：

自动化近红外激光可变扩束照射温控系统，包括可变扩束系统、调节支架和温控系统，

所述温控系统包括箱体，所述箱体顶部设置样品放置区域且在边缘固定调节支架，所述箱体侧壁还设置电源连接线输入插口、总电源开关、电源连接线输出插口、调节旋钮、显示屏、调节按钮、指示灯；