ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ДИФФУЗНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Полезная модель относится к области лазерной техники и может найти применение, например, при создании лазерных систем, используемых как в оптическом приборостроении, так и для применений в медицине для терапевтических применений лазерного излучения.
Наиболее близким по технической сущности является измеритель мощности диффузного лазерного излучения (в дальнейшем - Измеритель) [1], который состоит из измерительного блока, состоящего из кожуха с верхней и нижней крышками, интегрирующей сферы с внутренним диаметром 25 мм и апертурой входного канала 12 мм. Измеритель электрически подключается к любому из стандартных блоков измерения и отображения информации фирмы «Офир».
Такой Измеритель не обеспечивает возможность определения мощности диффузного лазерного излучения с катетеров больших геометрических размеров. Кроме того, недостатком указанного измерителя является достаточно низкая точность измерения мощности (около 7%).
Технической задачей полезной модели является увеличение точности измерения величины мощности диффузного лазерного излучения, при одновременном расширении функциональных возможностей по измерениям мощности лазерного излучения на выходе медицинских катетеров.
Поставленная техническая задача решается тем, что измеритель мощности диффузного лазерного излучения, содержащий измерительный блок, состоящий из кожуха с верхней и нижней крышками, внутри кожуха установлен шар фотометрический диаметром от 40 мм и выше, внутри которого размещен экран, длинной равной диаметру шара фотометрического, при этом перпендикулярно экрану через гнездо с защитным стеклом, установленное в верхней крышке, размещен катетер диффузный, а в нижней крышке размещен фотоприемник, кроме того данный измерительный блок электрически связан с блоком обработки данных и отображения информации, состоящим из измерительной электронной системы и жидкокристаллического монохромного индикатора со светодиодной подсветкой.
Совокупность указанных признаков позволяет преобразовать результаты измерения мощности диффузного лазерного излучения в шаре фотометрическом в электрический сигнал, передавать электрический сигнал с фотоприемника в блок обработки данных и отображения информации. Результат измерения воспроизводится на жидкокристаллическом индикаторе, что позволяет отображать мощность рассеянного лазерного излучения с медицинских катетеров.
Сущность полезной модели поясняется на фигуре, где
1 - шар фотометрический;
2 - верхняя крышка;
3 - нижняя крышка;
4 - экран;
5 - кожух;
6 - фотоприемник;
7 - гнездо с защитным стеклом;
8 - катетер диффузный;
9 - блок обработки данных и отображения информации.
Измеритель мощности диффузного лазерного излучения содержит измерительный блок (позиция не указана), состоящий из кожуха 5 с верхней 2 и нижней 3 крышками. Внутри измерительного блока установлен шар фотометрический 1 диаметром от 40 мм и выше. Внутри шара фотометрического 1 установлен экран 4, длина которого равна диаметру шара фотометрического 1. Перпендикулярно экрану 4 через гнездо с защитным стеклом 7, установленное в верхней крышке 2 размещен катетер диффузный 8. Измерительный блок электрически связанный с блоком обработки данных и отображения информации 9, состоящий из измерительной электронной системы (позиция не указана) и жидкокристаллического монохромного индикатора со светодиодной подсветкой (позиция не указана). В нижней крышке 3 размещен фотоприемник 6, который выполнен в виде фотодиода ФД21КП.
Для регистрации мощности рассеянного излучения используется детектирование сигнала с интегрирующей сферы больших геометрических размеров (более 40 мм), что позволяет помещать в измеритель мощности диффузного лазерного излучения катетер диффузный с рассеянным лазерным излучением.
Полезная модель работает следующим образом:
Измерение мощности диффузного лазерного излучения основано на измерении мощности светового потока методом «интегрирующей сферы». Катетер диффузный 8 с рассеянным лазерным излучением помещается в фотометрический шар 1. Экран 4 защищает от прямого попадания света малый участок стенки около фотоприемника 6, который выполняет преобразование оптического сигнала в электрический. Электрический сигнал с фотоприемника 6 передается в блок обработки данных и отображения информации 9.
При измерении мощности диффузного лазерного излучения в измерительном блоке применяется регистрация электрического сигнала фотоприемником 6. Фотоприемник монтируется на шаре фотометрическом 1 большого геометрического размера (более 40 мм). Для выполнения корректных измерений вначале указанный измерительный блок калибруется с помощью лазерного источника калиброванной мощности. Затем в измерительный блок помещается катетер диффузным 8 с лазерным излучением. Сигнал с фотоприемника регистрируется блоком обработки данных и отображения информации 9, состоящим из измерительной электронной системы и жидкокристаллического монохромного индикатора со светодиодной подсветкой, и результат измерения отображается на жидкокристаллическом монохромном индикаторе со светодиодной подсветкой.
Методология измерения состоит в том, что с помощью малого непрозрачного экрана 4 защищается малый участок стенки около точки фотоприемника 6 от попадания света. Тогда освещенность этого участка будет следующая:
где: ρ - коэффициент отражения,
r - радиус поверхности шара фотометрического,
α - коэффициент пропорциональности, зависящий только от свойств шара фотометрического,
Ф - световой поток.
0
0
Для предварительной калибровки используется образцовый источник S с известным световым потоком Ф и при замене его внутри шара источником S со световым потоком Ф освещенность в районе диафрагмы фотоприемника (6) будет:
Разделив выражение (1) на (2), получим:
Установив тем или другим способом отношение освещенностей, можно определить световой поток Ф интересующего нас излучения с катетера диффузного 8. Мощность светового потока Ф катетера диффузного 8 определяется выражением:
где β - коэффициент, являющийся функцией спектральной чувствительности фотоприемника 6.
Измеритель готов к работе через 20 сек после подачи на него напряжения питания.
Заявленная полезная модель позволяет проводить измерения с точностью 1% (для прототипа - 7%). Точность определения дозы облучения является наиважнейшим параметром при использовании заявляемой полезной модели для использования при фотодинамической методике лечения онкологических больных. При этом шар фотометрический обеспечивает установку следующих типов оптоволоконных типов катетеров:
- ⌀9 мм и ⌀15 с направленным выходом излучения,
- ⌀2 мм с диффузным выходом излучения.
Предлагаемый измеритель позволяет измерять мощность полного светового потока различных типов лазеров мощностью до 2-х Вт. При этом измеряется мощность лазера с длинной волны излучения - 660±5 нм.
Источники информации:
1. http://www.ophiropt.com/laser/pdf/3A-IS_3A-IS-IRG.pdf