[发明专利]高重频自锁模金绿宝石激光器及在甲状旁腺辨识中的应用

说明书

本发明提供了一种高重频自锁模金绿宝石激光器及在甲状旁腺辨识中的应用，包括泵浦源，聚焦系统，输入腔镜，激光晶体，波长调谐元件，输出腔镜和望远镜系统，沿光路依次排列；所述泵浦源为红光或蓝光激光二极管激光器；所述激光晶体为金绿宝石晶体；所述激光器的重复频率在3～20GHz、脉冲宽度在100～500fs，波长在700～800nm区域可调谐；所述激光器在甲状旁腺观测中的应用，是将其发出的光经望远镜系统调节后，照射于甲状旁腺位置，利用其高重复频率特点，实现不同脉冲间激发甲状旁腺发射荧光的强度叠加，从而实现甲状旁腺观测和辨识。本发明的激光器在甲状旁腺检测时具有高荧光分辨率且不造成损伤，并可通过波长调谐选择最优波长，且结构简单紧凑、成本低。

技术领域

本发明涉及超快激光技术领域，具体涉及一种高重频自锁模金绿宝石激光器及在甲状旁腺辨识中的应用。

背景技术

甲状旁腺是位于甲状腺后面比较小的内分泌腺，其分泌的甲状旁腺激素在调节机体内血钙、血磷的代谢方面有非常重要的功能。近几年随着更多的甲状旁腺功能异常的病人被发现，甲状旁腺也因此得到了重视。目前甲状旁腺和甲状腺疾病通常通过手术手段治疗，传统的甲状腺或甲状旁腺手术是对患病腺体进行细致的解剖和切除，而使正常腺体保持完整。但在甲状腺和甲状旁腺切除术中，由于甲状旁腺的大小和外观通常与淋巴结、脂肪和偶尔的甲状腺组织相似，因此在手术过程中很难在视觉上区分，其误伤或误切的可能性较大，2011年的数据显示其发生率高达8％～19％。在切除过程中甲状旁腺意外受损或不慎误切，可能会导致严重的并发症，如术后低血钙和甲状旁腺功能低下，这会对钙稳态产生终身有害的后果。因此目前的一个主要挑战是在甲状腺切除术和甲状旁腺切除术中对甲状旁腺进行术中观测和辨识。

2011年Paras等人发现当使用波长为785nm的激光照射甲状旁腺时，甲状旁腺可在820nm左右的波段内产生自发荧光，通过与周围组织的自发荧光强度的差别实现辨认，据现有技术所知，激发光波长在650～810nm能有效激发甲状旁腺产生荧光。目前，近红外激光二极管激光器(LD)和钛宝石锁模激光器常被用以激发甲状旁腺，但二者在实际应用中各有不足。前者一般以连续激光运转，其在低功率工作时会导致甲状旁腺的荧光信号较弱而不易分辨，而高功率运转则会带来严重的热效应；后者作为脉冲光源，虽可以利用脉冲间隔时间有效散热，但其脉冲的重复频率较低，一般在兆赫兹量级，因此在激发甲状旁腺自荧光时不能持续有效的连续激发，从而难以获得足够高的荧光分辨率，并且其高峰值功率(kW量级)使得相关组织容易灼伤，附以其复杂庞大的装置，限制了其广泛应用。

因此，如何提供一种结构简单紧凑、利用其高重复频率实现不同脉冲间激发甲状旁腺发射荧光的强度叠加的高重频自锁模金绿宝石激光器，实现术中甲状旁腺的观测和辨识是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高重频自锁模可调谐脉冲激光器作为甲状旁腺自发荧光的激发光源，利用其高重复频率实现不同脉冲间激发甲状旁腺发射荧光的强度叠加，利用两超短脉冲间隔时间进行有效散热，使其产生高分辨率荧光且不造成损伤，并通过调谐元件选择适合不同病人的最优激发波长，从而实现术中甲状旁腺的观测和辨识，且结构简单紧凑、成本低。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高重频自锁模金绿宝石激光器，包括：作为激光光源的泵浦源，沿激光传播方向依次设置的聚焦系统、输入腔镜、激光晶体、波长调谐元件、输出腔镜和望远镜系统；其中，

所述泵浦源为激光二极管激光器，输出泵浦光束；

所述聚焦系统将泵浦光束聚焦于激光晶体上；

所述激光晶体是金绿宝石晶体；

所述波长调谐元件用以选择激光输出波长；

所述输入腔镜和输出腔镜构成激光谐振腔，并获得700～800nm波段调谐激光输出；

所述望远镜系统用以调节输出激光光斑大小。