激光原理

激光原理（精选9篇）

激光原理 篇1

激光清洗是一种新型的表面处理技术。该技术柔性高、可控性好、易于选区定位精密清洗,易于远距离遥控清洗难以到达或危险的地方。经过十多年的迅速发展,现已由实验室研究走向实用开发。其应用对象涉及到机械工业、微电子工业与艺术品的保护等方面。国外现已有成套的激光清洗商品系统出售。

1 激光清洗原理

激光清洗的实质是激光与物质相互作用的过程。很多文献[1~7]对此进行了深入的研究,研究表明,污染物和物体表面的结合力主要有:共价键、双偶极子、毛细作用、氢键、范德华力和静电力,其中范德华力、毛细作用和静电力最难破坏。激光清洗就是利用激光高能量、高亮度、方向性好等特点,破坏污染物与物体表面之间的作用力,从而去除污染物而不损伤基体的过程。而针对不同的污染物、不同的基体材料,在激光清洗过程中,到底发生着怎样的物理化学效应呢?目前较为人们接受的观点主要有三种。

(1)物体表面污染物吸收激光能量,受热膨胀,从而克服表面吸附力,脱离物体表面。

(2)高能量的激光束在焦点处产生几万度的高温,使污染物瞬间汽化、蒸发或分解。

(3)高频率的脉冲激光冲击物体表面,在固体表面产生力学共振现象,使表面污染物破碎脱落。

根据被清洗的基体物质与污染物的光学特征分析,可将激光清洗机理分为两大类:一类是利用污染物与基体对某一波长激光能量的吸收率的差别,使激光能量充分被污染物吸收,从而污染物受热膨胀或汽化挥发,并被汽化形成的蒸气流带动离开基体物质而达到清洗的目的。其要求是基体材料对激光能量的吸收率要低,这样才不会损伤到基体材料。另一类是对于基体物质与污染物对激光吸收率差别不大,或是污染物受热会产生有毒物质等情况的清洗。通常是利用高频率、高功率的脉冲激光冲击物体表面,使部分激光束转换成声波,声波在冲击中下层硬表面以后返回,其返回部分与激光入射声波发生干涉,从而产生高能共振波,使污染物发生微小爆裂,脱离基体表面[8]。

2 激光清洗方法分类

激光清洗的方法可分为以下四类。

2.1 激光干式清洗法

采用激光直接辐射去污。图1表示激光干式清洗法的动力学过程,激光被基体或污物粒子吸收后,产生振动,从而使基体和污染物分离。

激光干式清洗中污物粒子被去除方式主要有两种:一种是基体表面的瞬时热膨胀而使表面吸附的粒子被去除;另一种是粒子本身的热膨胀而使粒子离开基体表面。己有的理论和试验研究表明,后者清洗机理去除微粒的效果远没有前者好,去除微粒的大小也在微米级以上。但徐传义[9]采用微粒自身热膨胀去除的方法清洗超光滑光学基片,取得了比较好的效果。

2.2 激光湿式清洗法

湿式清洗是在待清洗的基片表面吸附上一层液体介质膜,然后用激光辐射去污。

根据介质膜和基体对激光的吸收情况,可将湿式清洗分为强基体吸收、强介质膜吸收和介质膜基体共同吸收[9]。强基体吸收时,基体吸收激光能量后,将热量传递给液体介质膜,基体与液体界面处的液体层过热发生爆发沸腾(见图2a),污染物去除效果最好;液体介质膜基体共同吸收时,部分激光被液体介质吸收,部分激光穿透液体介质层被基体吸收,基体吸收激光后将热量传递给液体,基体和液体界面处的液体层过热发生爆发沸腾(见图2b),但因能量不够集中,去除效果不如强基体吸收好。强介质膜吸收时,液体介质上表面强烈吸收激光,只在液体上表面而不是基体与液体的界面处发生爆发沸腾(见图2c),污染物去除效果不好。

2.3 激光惰性气体法

激光辐射的同时,用惰性气体吹向工件表面,当污染物从表面剥离后,就被气体远远吹离表面,避免清洁表面再污染和氧化。

2.4 用激光使污染物松散后,再用非腐蚀性化学方法去污

该方法仅见于艺术品的清洗保护中[7]。

在工业中主要采用前三种清洗方法,其中激光干式清洗法和激光湿式清洗法用的最多,它们两者相比而言,后者有更好的清洗效果,能在更低的能量密度下清除更小的污染物颗粒,且不易损伤基体材料。

3 激光清洗典型应用实例

3.1 激光清洗轮胎模具

汽车轮胎模具底部及周边的花纹每隔两至三周需要清洗一次,整个模具几个月要彻底清洗一次。传统的方法是用喷砂法清洗,不但费用昂贵、噪音大,还影响模具质量,从而模具的使用寿命,增加成本。另外,该方法不能实现模具的在线清洗,清洗前拆卸和清洗后安装耗时很长[10]。激光清洗能克服传统方法的缺点,满足轮胎模具行业的需求,实现在线清洗,且成本低、无污染、属绿色清洗。王泽敏[11]等人利用Nd:Y A G激光器(波长为1 0 6 4 n m、脉宽为200ns、光斑直径0.09mm)清洗了轮胎模具表面橡胶层,在扫描速度为300mm/s,能量密度为25.1J/cm2的情况下实现了对面积为30mm×20mm的模具表面橡胶层的完全清洗,清洗时间为40s。图3和图4为清洗效果图。

3.2 激光清洗光学元件

随着对光学器件性能要求的提高,表面吸附的污染微粒对器件成品率和性能的影响就显得更为突出。例如对激光陀螺超光滑反射镜片,国外产品的反射率高达9999%。国内的制造水平已经能够达到2?的表面粗糙度,但反射率仅为99.9%,对采用超声波清洗和离子轰击后的表面进行分析和观察,发现其表面仍残留有极微小的污染微粒。激光清洗有望解决这一难题。徐传义[9]对激光清洗超光滑光学基片作了深入的理论和试验研究,研究表明了该方法在去除微小污染微粒方面的有效性。而且通过一系列的激光清洗工艺试验,找到了有效去除光学基片表面吸附的抛光残余微粒的优化参数。

3.3 激光清洗古建筑和艺术品

激光清洗古建筑和艺术品在国际上已经是比较成熟的技术。在欧洲,人们已经用激光清洗了各种大教堂(意大利、丹麦等国家)、烈士墓(波兰)、市政大楼(荷兰)、西行政宫(伦敦)[12]。在我国,激光清洗古建筑还处于试验阶段,有研究者采用激光清洗系统在嵩山少林寺对建筑物、石碑进行的清洗试验,并取得了很好的效果[13]。

激光清洗艺术品已经实行工业化的应用主要是绘画作品、雕塑等。图5是一幅19世纪的油画激光清洗效果对比图[14]。图5(a)是激光清洗前的形貌,从该图可以看出,石灰沙浆层不均匀地散布在油画中间,掩盖了绘画的原貌。而且清漆层已经老化,只有几μm厚。如此薄的老化清漆层使得传统的机械清洗和化学清洗在控制上很难把握。采用Kr F准分子激光辅助剥除顶层老化清漆层,可使石灰颗粒和清漆的光致碎片一起被清除。修复后的形貌见图5(b)。

4 结语

激光清洗作为一种新型的表面处理技术,有着广阔的应用前景。可清洗固体、液体物质,甚至可清除宇宙空间的垃圾。其中固体物质的清洗应用较为成熟,例如:清洗轮胎模具、电子线路、光掩膜、古建筑和艺术品等已实行工业化。但由于激光清洗机理缺乏系统的理论研究以及激光器成本较高等原因,国内激光清洗在实际应用上受到很大限制,大部分清洗还限于实验室研究,相信随着激光技术的发展,激光成本的下降,激光清洗技术的工业应用将会越来越广泛。

摘要：本文简述了激光清洗的原理及方法,并介绍了激光清洗在轮胎模具、光学元件、古建筑和艺术品等方面的应用研究。

关键词：激光清洗,清洗原理,激光应用

激光原理 篇2

一、雷达工作原理

首先，必须先了解雷达的基本原理，因为雷达仍是目前用来监测移动物体最普遍的方法。雷达英文为RADAR，是Radio Detection And Ranging的缩写。所有利用雷达波来监测移动物体速度的原理，其理论基础皆源自于多普勒效应，其应该也是一般常见的多普勒雷达Doppler Radar，此原理是在19世纪一位奥地利物理学家所发现的物理现象，后来世人为了纪念他的贡献，就以他的名字来为该原理命名。多普勒的理论基础为时间。雷达波是由频率及振幅所构成，而无线电波是随着波而前进的。当无线电波在行进的过程中，碰到物体时，该无线电波会被反弹，而且其反弹回来的波，其频率及振幅都会随着所碰到的物体的移动状态而改变。若无线电波所碰到的物体是固定不动的，那么所反弹回来的无线电波其频率是不会改变的。然而，若物体是朝着无线电线发射的方向前进时，此时所反弹回来的无线电波会被压缩，因此该电波的频率会随之增加；反之，若物体是朝着远离无线电波方向行进时，则反弹回来的无线电波，其频率则会随之减小。

速度监测装置所应用的原理，就是可以监测到发射出现的无线电波，及反弹回来的无线电波其间的频率变化。由这两个不同频率的差值，便可以有特定的比例关系，而计算是该雷达波所碰撞到物体的速度。当然，此种速度监测装置可以将所监测到的速度，转换为公里/小时或是英哩/小时。也许大家还是无法体会什么是多普勒效应，但每个人在日常生活中应该都有听过多普勒效应。例如：当火车鸣笛或救护车的警报声一直朝着你接近时，会发现声音会一直在变化，这就是所谓的多普勒效应，此例子是生活中最常见的例子，因为当声波一直朝着你接近时，该声波的频率会一直增加，所以听到的声音才会一直变。这跟测速雷达所用到的原理是一样的，只不过测速雷达所使用的不是声波，而是无线电波。

由于警方的测速雷达总是监测到一个较强的反射电波后，才决定该移动物体的速度；而通常体积较大的物体其反弹的电波也较强；另外，离发射电波较近的物体，其所反弹的电波也会较强。根据这个原理，若有两辆大小相同的车辆，同样都是超速时，测速雷达只会监测到开在较前面车辆的速度；若有一辆未超速的大卡车开在前方，而另一辆已超速的小客车开在后方时，测速雷达是无法监测出该小客车已超速，除非该小客车已经超越了大卡车而继续超速。

这告诉我们，利用雷达波来监测车速时，是无法对队列行驶的车辆中监测的。监测到特定车辆的速度，而只能监测到开在队列车辆最前面，且体积较大的车子的速度。

雷达原理详述

下面的文章，将更详细地探讨雷达测速的各种影响因素：

雷达波覆盖的范围

影响雷达波覆盖范围的因素如下：

雷达的功率

电波接收器的灵敏度

天线的特性

欲监测物体的体积大小

雷达与欲监测物体的距离

欲监测物体与雷达天线的相对位置及角度

车辆类型 可测速范围 无法测速范围

小客车(car)0~200公尺内 200公尺以外 卡车或小货车(truck/van)0~300公尺内 300公尺以外

联结车(HGV)0~400公尺内 400公尺以外

由上图可知大型联结车最容易被监测到速度，只要在400公尺的范围，都可以被监测。

Cosine因子

这里所说的Cosine就是以前所学的数学三角函数，像是sin,cos,tan...，所谓的Cosine因子说明如下：

雷达要正常地发挥测速功能，该雷达必须与被测车辆同一路径

就如同GAS的话，则雷达所监测到的速度将比实际上来的慢。而所减低的速度将正比于偏斜的角度取TO测速照相系统一般，若雷达置放的位置与车辆行经的路径有一个角度，并不平行cosine值，简单地说，就是偏斜的角度越大的话，监测到的速度将比实际速度低的越多。

例如测速雷达置放的位置与车辆路径呈20度的夹角，虽然当时车子实际速度为105公里/小时，但被监测到的时速应为105xcos(20)=98.67公里/小时，本来应是超速的，但在雷达监测上出现误差。

GATSO这类的测速照相系统也会考虑到Cosine，所以会加入一些补偿电路，来修正这样的误差，不过因为每次置放的角度都不同，因此在补偿误差时，必须经过正确的设定才行，该设定值才须经过原厂的调校才能有较精准的表现。因此可以得到一个结论,Cosine因子永远都是偏袒驾驶人的。

测速地点的选择

既然大家已经了解雷达测速的基本原理，其实是藉由车辆所反射回来的电波来计算车速，那么在道路上一些不会动的物体，如路标、路灯等，会不会影响雷达波的反射呢？由于路标、路灯等物体的体积都很小，尚不会对雷达电波产生太多的影响，但如果是一些较大的物体，如建筑物、停在路旁的大卡车，或是高速公路上一些路段的大型路标、广告板等，这些物体就一定会影响到雷达电波的反射，也就是说即使路上没有车辆经过，所使用的测速雷达还是会监测到一些数据，只是这些数据可能速度都是0而已。不过大家也不要以为在路上看到大型路标时就可以尽情超速了，因为一旦车辆位置超过了路标，而离雷达波越近的物体所反射的雷达波会越强，此时还是会被监测到超速的。

然而，理想的测速照相地点，应该位在空旷无阻碍且没有大型反射物的道路上；在开始测速之前，选择地点是相当重要的；操作员在开始前，必须在车流前，选择视线良好的位置，该视线上不能有如大型路标、金属栅栏、防撞护栏等物体。

确认超速的步骤

使用手持雷达来测速时，刚开始并未开机，先采取目测的方式，等到发现有车辆疑似超速时，再开机以手持雷达来验证是否真的超速。

使用手册中指出在测速雷达的监测范围中，必须只有一辆车子才能立刻监测速度。换句话说，若您的车子正处于车辆的队列中，是无法确定所监测到的车速是哪一辆车。此时必须先追踪某辆车最少3秒的时间，等到雷达出现已锁定的讯息时，才可以开始监测车速。

因此要得到车辆的超速需要花费3秒钟的时间，而且在测速时也会将误差考虑进去，例如，在雷达监测速度时，雷达屏幕上显示的速度为102-101-102-103-101，此时就可以确定车速为101到103公里/小时，然而，若在溜达屏幕上显示的数据为102-101-149-103-101，此时就认定这次的测速有相当大的误差而不采用该数据。

辐射危害

因为雷达在测速时会发射出强大的无线电磁波，当雷达测速仪器接近身体在25公分时，雷达天线所发射出来的电磁波辐射将对人体造成某些程度的伤害。

二、激光测速原理

传统的电波式雷达已行之有年，目前较新的技术是利用激光来测速，称之为激光雷达，英文为 LIDAR这是Light Detection and Ranging的缩写。通常这类的激光都是使用红外线，其精确度和可靠度都远超过传统的电波式雷达。以激光为基础的测速系统如LaserCam II就是一例手持的激光测速系统，当然激光测速系统也可以装载于流动式的三脚架上，例意大利制的Autovelox 105/SE就是最佳写照。

激光测速的原理与雷达电波的多普勒原理不同，而是利用激光的飞行时间的计算，也就是当激光发射出去时，先纪录时间，等到激光被物体反射回来时，再纪录一次时间，接着计算时间差，而LIDAR装置以15Hz的频率运作(每秒15次)，而光速是每秒30万公里，这样就可以算出车子的行进速度，举例如下：

当第一次激光发射出去后，经过0.000001333秒后再反射回来，因为距离=速率x时间，所以第一次激光经反弹来回所走的距离为300,000,000(m/s)x 0.000001333(s)= 399(m)公尺，所以实际与车子的距离应该要除以2，得399/2=199.5公尺。

经过1/15秒后，第二次激光再发出监测距离，经过0.000001325秒后再被车辆反射回来，所以激光来回走的距离为300,000,000 x 0.000001325 = 397.5，除以2得198.75。

也就是说经过1/15秒后，车子前进了199.5-198.75=0.75公尺，又速率=距离/时间，所以可以得到车速为0.75/(1/15)=11.25 m/s，换算成时速公里的话就是11.25x3600=40.5公里/小时。

现在我们已经知道激光测速的基本原理了，因为激光每秒可以发射出15次的激光，每个间隔距离都可以计算一次时速，而激光测速器必须在连续监测到2到3次相似的速度时，才确定此为该车的速度，这也就是为什么使用激光测速装置，只需要0.3秒的时间来锁定车速的原因了。

由于激光功率很强，所以在测速时，被禁止直接以激光束照射在驾驶座上，必须将光束对准车牌，以免伤害驾驶人的视力。而且也不能在车内使用激光测速仪器，因为激光很容易在车内反射，而伤害了车内的人员，即使将车窗放下也不行。因此在FDA（美国食品药品管理局）严格规范之下，激光枪功率降低，致使激光束扩大，反而给了激光警示器，即俗称的激光测速器可趁之机。

激光测速的原理

LIDAR（Light Detection and Ranging－激光监测及归类）以规律地送出infra-red（红外线）激光来测量光束的反回时间，在这些时间中任取两个就可以计算速度。激光测速器所发射的光束非常狭窄，它随着距离的增加，光束由一公分发散成100公分，就因为光束很窄，所以可以从车流中挑出一辆超速的汽车；尤其当监测物距离愈近，监测范围甚至会大于手持式的雷达测速器。通常激光束的散射角度相当小，造成监测上相当不易；警用的激光测速光束必须在300到500公尺以上的距离，才会扩散到1.5公尺以上的范围，距离越远扩散越大，也较容易监测得到，且当在测附近的车子的车牌时，激光会散射到旁边的车辆上，若车上有装专为接收激光所设计的激光警示器，那么便可能接收得到。

雷达波发射后会逐渐扩散，所以驾驶者容易利用雷达警示器监测到。相对来说，激光测速系统发射的激光束比较窄，扩散范围比雷达系统小，所以一般不会被警示器监测到。还因为激光束比较窄，可以实现对车流里边的单一车辆做监测。

Cosine因子同样也会发生在激光测速装置上，不过有一点要注意的是，有时会在桥上使用手持激光枪来测速，如此一来便可以在道路中央正上方的位置进行测速，这样便可以减少Cosine的影响，此时只要注意桥的高度，必须与车辆的距离保持10倍以上的比例，便可以正常工作，如桥距离路面的高度为10公尺，则被测车辆必须在100公尺以外的距离所测得的速度才正确。

激光测速系统的优点

如果激光系统一直开机，那么激光束就会一直打出去，驾驶人车上若有激光警示器，则较有机会测得警方的激光束。然而事实上却不然，因为通常是先用肉眼或望远镜眺望远方是否有车可能会超速（通常以车阵中跑第一的那辆为目标），然后再举起激光枪瞄准该车辆进行测速。因此，激光枪的开机时间只在瞄准车辆的那一瞬间，也就是说，激光束并不会一直呈现发射状态，让驾驶人有许多机会能够测得到。像雷达测速仪器，如三脚架、警车、部份固定杆等，持续开机进行测速的时间较久，只要呈现开机状态，雷达波便会一直发散出来，驾驶人车上若有雷达警示器，就可以接收到该雷达波而产生警示声。

激光原理 篇3

关键词 教学改革；军校；激光原理；网络虚拟实验；实验仿真平台；MATLAB

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）18-0110-03

1 前言

军队院校教育是当代教育的重要组成部分，它担负着培养高素质军事人才的任务，其重要目的是培养学员创新精神、创新意识，提高学员的创新能力，求新、突破、开放和超越是对军校教育的重要要求。

最新问卷调查表明，目前军校学员的主体是95后，他们的身心呈现出许多新特点：

1）自尊心强、好面子，同时渴望得到关注；

2）对第一任职需求存在认识不足，就业压力小，求知欲不足；

3）对军事装备内容格外关注；

4）信息化程度高，接受新事物速度快，习惯网络交流和学习等。

在此前提下，继续沿用旧的教学思维和理念，已经无法满足军校学员的心理和知识需求，必将导致教学效果的不断削弱。

教育心理学表明，改进教学方法和手段是培养学员学习兴趣和学习动机的有效手段之一。现代教育技术和教育理念无疑是深化教学改革、增强教学效果的突破口。在激光原理与技术课程教学过程中，在引入信息化方法和手段的同时，改进传统教学手段，并努力将两者相融合，从而有效增强课堂教学效果。

2 虚实结合的网络虚拟实验

网络虚拟实验是利用人工生成接近真实效果的实验环境，并将其置于网络，便于远程操作的一种实验形式。这种实验形式借助信息化教学手段的优势，突破了传统理论课程对演示实验的时空限制，能够将实验直接引入课堂。

激光器属于精密光学设备，其相关实验设备体积大，调试困难，不易搬进课堂，所以各学校的激光技术课程大都将理论与实验分别开设。教学实践表明，这种教学模式不利于学生对理论知识的理解。

网络虚拟实验的出现无疑为激光技术课程的改革提供了突破口，笔者在这方面也做了一些有益探索。在制作过程中，使用Solidwrks三维模型制作软件、Okino PolyTrans

格式转换软件、NGRAIN Producer三维交互动画制作软件、会声会影视频制作软件及Dreamweaver网页制作软件等工具，将等比例实验设备与真实测量结果相结合，开发了He-Ne激光器特性、普通脉冲激光器输出特性、调Q激光器输出特性等一系列虚实结合的虚拟实验（见图1），并其放在网络平台上供学员学习。

两年的教学结果表明，上述网络虚拟实验既可以增加学员对理论知识的形象认知，又可以让学员与后续实验课程前后呼应，同时有助于学员课下自主学习，因而可以获得良好的教学效果。

3 基于Ngrin互动平台的可操控激光设备

三维制作工具NGRAIN Producer是NGRAIN公司生产的一款能够直接从现有产品的各种CAD三维数据模型，快速生成交互的产品功能展示、维修和学习培训材料的软件。它可帮助普通用户在普通计算机上快速创作出富含大量信息元素的虚拟设备，提高现有的电子教学素材质量，同时保证新手在第一时间正确操作。

激光教学小组将这种在装备类或更复杂类课程中使用的技术引入激光原理课程，为激光器这类精密光学设备的教学提供服务。课程以虚拟实验建设为基础，将前期等比例制作的各类激光实验设备通过一定的格式转换放在远程NGRAIN互动平台上。这样一来，在教学过程中，只要安装一个很小的NGRAIN Viewer软件，就可以通过远程访问的方式随时调用实验设备，并可以为学员提供设备现场的拆解、任意角度的翻转等，让学员更直观地了解激光器等精密光学设备的内部结构，见图2。

4 基于GUI平台的激光仿真实验

激光原理与技术课程理论性很强，如果没有实验验证，学员很难理解。但是，激光实验设备非常昂贵，许多结论不具备实验条件。如基于不同谐振腔的激光器、调Q激光器和锁模激光器等工作特性均与激光器多个结构参数相关，但不可能买来所有样品，对各个参数一一测试，而光学仿真实验恰恰以其科学准确、简单易行、操作灵活等诸多优点弥补了这一不足。对此，利用MATLAB软件，通过建模和编程，对激光原理与技术的部分实验进行仿真模拟，并构建基于GUI用户图形界面的实验仿真平台，为激光原理与技术的教学提供一个新的途径。

5 定制化的板书呈现形式

板书是最基本的传统教学手段，可以给学员一个完整、系统的课堂教学内容框架，但是并非所有教学内容都适合以传统形式加以呈现。为此，根据不同教学内容，进行定制化的板书设计，使板书形式更利于不同教学内容的展现，以及学员理解和记忆。如在激光原理与技术课程中，就设计有传统型、图表型、思维导图型等多种形式，在“调Q原理”一节中就采用了思维导图型板书。显然，这种新颖的板书形式，不仅可以清晰地呈现整节课的思维过程，而且有助于学员理清脉络，记忆内容。

6 结语

激光课程教学改革5年以来，取得明显成效。

1）教员层面：笔者及小组成员以“激光调Q技术”“激光产生的基本原理”为授课内容，参加总装备部举办的院校优质授课评比，分获二等奖和三等奖。

2）学员层面：学员学习积极性明显提高，考研率显著增加，说明学员对激光学科产生研究兴趣。在对2006～

2011届学员做的问卷调查中，80%以上的学员对激光教学改革工作给予充分肯定。

现代教育技术和教育理念无疑是深化教学改革、增强教学效果的突破口。本文以自身教学实践为基础，在激光原理与技术课程的教学过程中，在引入信息化方法和手段的同时，不断改进传统教学手段，并努力将两者相融合，从而有效增强课堂教学效果，为进一步促进军校教学改革提供参考。

参考文献

[1]潘菽.教育心理学[M].北京：人民教育出版社，1980.

[2]付建中.教育心理学[M].北京： 清华大学出版社，2010.

[3]李朝阳，李巧玲.针对90后大学生特点改进教学方法的探讨[J].中国电力教育，2010（27）：90-91.

激光翻页笔原理浅析 篇4

第一代激光笔是指单一激光功能的激光笔。这种激光笔只有激光功能, 按发射的激光的颜色的不同, 分为红光激光笔和绿光激光笔。红光激光笔因为成本低, 价格便宜, 成为日常应用的主流。绿光激光笔价格较贵, 主要应用于工程建筑以及天文观测。激光笔在应用中逐渐增加功能, 如带有圆珠笔功能的二合一激光笔, 带有U盘存储功能的U盘激光笔, 带有可伸缩教鞭、普通圆珠笔功能的三合一激光笔。无论这种笔是否能写字、存储, 是否能拉伸成为教鞭, 它始终是以激光的功能为主体, 起指示作用。

第二代激光笔在普通激光笔的基础上增加了遥控电脑的功能, 叫翻页激光笔。翻页激光笔 (又名激光翻页笔、无线演示器、无线演示控制器、PPT翻页笔等) 。翻页激光笔根据所使用的无线传输技术的不同, 分为红外和射频两类。红外翻页激光笔采用红外技术来传输遥控信号, 和生活中使用的电视遥控器、DVD遥控器、空调遥控器的原理相同。红外技术出现的比较早, 技术成熟、复杂性低, 由于红外光不能穿透物体, 需要可视传输。在发射器和接收器之间, 不能有任何物体阻挡, 使用时表现为接收器和发射器要在一定的角度内对准, 方可实现遥控翻页。射频翻页激光笔利用无线射频技术来传输遥控信号。相对于红外技术, 射频技术可以360度传输和绕射, 没有方向性。发射器和接收器之间也不需要对准, 只要接收器没有被金属包围或者覆盖, 都可以实现遥控。翻页激光笔的功能也在激光笔的基础上增加很多, 最基本的功能是上、下翻页功能。

第三代无线激光笔由一个RF射频遥控器和一个接收器 (US B接口) 组成, R F射频遥控器内嵌有无线R F射频发射器。在使用时只需将接收器插入电脑主机的USB接口, 无需安装驱动即可正常工作。使用者只需点击RF射频遥控器的相关功能键便可操纵接收器。并且发射器不用对准接收器, 真正体现了无线自由。无线激光笔可以把您从电脑旁边彻底解放出来, 使用者不必一直守在计算机旁边。当您在电子教学、演示文稿和报告演讲的时候, 对于重点内容需要备注说明时, 只需用手轻轻一按, 红色激光点就可以映射在您需要强调的文档内容屏幕上;免除了您每次讲解重点内容时向听众“指手划脚”或走到投影屏幕前与其“亲密接触”的辛苦;同时您也只需轻轻点击相关功能按钮就可以将电子文稿翻向您要讲演的页面;无论您在教室、演讲厅的哪个角落, 还是在会议室的后面和听众作现场互动, 只需您轻轻一按, 您想要的画面就会自动出现在屏幕上。其特性如下:

1、内置激光笔、同时带有相关遥控功能按钮。按动上、下翻页按钮等同于按下计算机键盘的Pageup、Pagedown键。

2、R F无线连接技术, 使用时无需将发射器对准接收器。

3、U S B接口, 即插即用, 功能实用操作简单, 使用方便。

4、发射器采用人体工学设计, 适合长时间使用;接收器美观小巧, 节省空间。

5、产品采用最先进的RF射频设计, 微功率发射, 对人体无损害, 绿色、健康、环保。

无线激光笔将您从电脑前解放了出来, 也省去了走回讲台更换页面的辛苦, 最主要的是帮助您提高了授课质量, 使您的课堂更加精彩!

钬激光系统工作原理及保养维护 篇5

我院现有钬激光系统两台, 一台100W购置于2003年5月份, 另一台60W购置于2012年3月份。钬激光因其独特的功能在泌尿外科的应用中迅速获得了重要的地位, 特别是像我院以泌尿肾病学科为特色型的医院。这种脉冲式激光器的工作物质是掺钬 (一种稀土元素) 的钇铝石榴石晶体, 钬激光波长2100nm, 组织穿透度浅, 仅0.4～0.5mm, 安全可靠。能够碎石, 并凝固, 切割或切除组织。其激光能量可以通过柔软的石英光导纤维进行传导, 足以通过硬性或者软性内窥镜式的工作通道。是理想安全的外科手术激光系统。

2 激光原理

所有的激光包括三个组成部分:工作物质, 谐振腔, 泵浦源。虽然大多数激光技术上非常精密, 但激光产生的基本原理是相同的。含有反射镜的谐振腔里包含有激发产生激光的工作物质。从工作物质中产生的光子决定了产生光线的波长。

工作物质可以是固体, 液体或气体。大多数激光是以产生激光的工作物质命名的。例如, 二氧化碳是气体工作物质, 钬:钇铝石榴石是一种固体工作物质。

产生激光的工作物质位于谐振腔内。工作物质由泵浦源来激发, 在钬激光中的泵浦源是脉冲氙灯。当工作物质被激发, 一系列反应发生。原子从泵浦源中吸收能量后变为不稳定或者活跃状态。当活跃的原子以光子的形式释放他们的能量后恢复到稳定状态。被释放的光子激发其他的原子和相同的光子发射, 导致一系列连锁反应。这个过程叫做受激辐射。

单独的受激辐射不足以产生激光, 反射镜安装于谐振腔的两侧, 光子在工作物质中来回运动使激光发射过程放大。当大多数的原子在工作物质中变为活跃后, 一个整体的转化就发生了。这个条件是促使激光发射所必须的。反射镜中的一组镜面是完全反射的, 其他的是部分反射, 最后激光发射出谐振腔。当医生踏下脚踏开关, 激光发射出去。发射出的激光在传输系统中聚焦, 射向指定的目标。

3 保养注意事项

设备在长期的使用过程中, 机械部件, 光学元器件, 电子元器件会有不同程度的磨损, 老化, 直接影响到了设备原有的平衡。设备的稳定性, 可靠性, 使用效益均会有所降低。长此以往就需要大修或者更新设备, 增加了医院的成本。因此必须通过日常的维护和保养来为设备正常使用提供保障。

根据激光器的工作原理, 主要进行以下几个方面的保养:

(1) 电源系统:不同激光器的工作电压不同, 钬激光的持续工作电压在1000V以内, 要通过定期的清洁及检测, 确保电源的高低压供电保持稳定;

(2) 冷却系统:钬激光在运行的时候产生大量的热量, 这些都要通过冷却系统散去。冷却水必须是无杂质的蒸馏水。主要通过两个滤芯来过滤杂质, 需定期检测及更换;

(3) 光路系统:钬激光设置有能量反馈系统, 为医生的精确治疗提供了保障。根据激光特性, 需定期调整校准光路, 以便使设备在较低负荷下运转, 延长使用寿命。

4 故障举例

故障现象一:设备开机自检一切正常, 但踩脚踏无激光发出。

原因分析:

因自检正常通过, 未提示报错信息。根据钬激光的工作方式是由激光器产生激光后通过光导纤维传出, 现在激光器正常, 于是检查光纤, 发现光纤端面损坏, 故此激光无法发射到病灶位置。

解决办法:更换光纤及光纤保护镜, 设备恢复正常。

故障现象二:开机自检后红屏, 根据显示屏幕提示, 激光能量上限只能达到60W, 按右下角continue键继续工作。

原因分析:

钬激光由于采用四路激光器共同运转, 当其中一路出现故障后, 会功率上限降低。

不会影响其他几路的正常运行, 不影响功率范围内的适应症治疗。

打开机器后, 发现其中一路激光器不发射激光, 根据激光器工作的三个必备条件, 一一检查, 发现反射镜镀膜层损坏, 故此无法发射激光。

解决办法:

更换反射镜, 设备恢复正常。

故障现象三:设备可正常运行, 屏幕左上角提示Plsese call Lumenis Service soon。

原因分析:

根据用户手册提示, 设备接近使用次数上限。联系厂家工程师, 检测后发现一路激光器输出能量偏低。根据激光器运行的三个要素, 检查镜片, 完好。检查谐振腔, 发现略微偏移, 影响了激光能量的正常输出。

解决办法:

调节谐振腔, 做能量校准, 设备恢复正常。

参考文献

[1]李晓东, 科以人钬激光Versapluse Suite100+安全检测及维修, (B) 2011, 24 (8) 73-74

激光原理 篇6

(1) 激光打印系统:包括激光发射器、调节器、发散透镜、多角透镜、聚焦透镜、高精滚筒。

(2) 胶片传送系统:包括送片盒、收片盒、吸盘、辊轴、电机及动力传动部件等。其功能是将胶片从送片盒中取出, 经过传动装置送激光扫描位置, 当胶片曝光完毕再将其传送到收片盒或者直接送到洗片机输片口, 完成胶片的输送任务。

(3) 信息传递与存储系统:此系统包括电子接口, 磁盘或光盘、记忆板, 电缆或光缆以及A/D转换器、计算机等。它的主要功能是将主机成像装置显示的图像信息, 通过电缆及电子接口、A/D转换器输入到存储器。再进行激光打印。电子接口分视频接口、数字接口、DICOM接口。一台激光相机可以连接多个成像装置, 根据成像系统的输出情况选择不同的接口。为保证多机输入同时进行, 激光相机装有硬盘, 以缓冲进入的图像进行队列打印, 确保连续图像输入和图像打印无锁定进行。

(4) 控制系统:该系统包括键盘、控制板、显示板以及各种控制键或者按钮, 用来控制激光打印程序、幅式选择、图像质量控制调节等作用。

2 工作原理

(1) 光源工作原理:激光相机的光源为激光束, 激光束通过发散透镜系统投射到一个转动的多角光镜再折射, 折射后的激光束再通过聚焦透镜系统打印在胶片。半导体激光其波长为820nm, 在红外线范围内, 它可将成像所需的数据直接用激光束写在透明胶片上;气体激光 (氦一氖) 其波长为633nm, 接通激光器后至少要预热10min, 使其达到一定温度后才能运转。胶片图像的分辨率主要决定于激光束的直径 (像素大小和像素矩阵数) 。激光束的强度可以由调节器凋整, 调节器受数字信号控制。成像装置把图像的像素单元值以数字的方式输入到激光打印机的存储器中, 并以此直接控制对每个像素单元的激光曝光强度。当激光发生器工作正常后, 图像模拟信号控制激光调制器, 用以改变激光束的明暗度, 通过一系列透镜聚焦和反光镜 (约10个) 把激光束传送到胶片上。在此过程中, 利用光敏探测器从一个固定光束分流镜中连续不断采集信号, 反馈到激光发生器, 使源激光束保持稳定变。用旋转光束分流镜控制光束传送到胶片上使其感光, 这种方式亦称X轴快速扫描。照相机柜内的鼓是以固定速度传送胶片的, 这称为Y轴慢速扫描。这样以600行/秒图像数据的速度准确地复制全部图像。

(2) 信号处理:当激光照相机接通电源后, 机器控制系统 (MCS) 对中央处理器 (CPU) 和传递系统进行自检。自检完成后, MCS送硬件复位指令到图像管理系统 (IMS) , 使IMS初始化。当相机显示“01”时, 说明照相机已准备完毕, 可以使用。操作者利用计算机或键盘存贮按钮存贮每一幅图像, 并向多路器 (MMU) 送出指令、图像数据, MMU接到指令后, 由CPU控制输出编排器, 根据操作者的设置, 将激光照相机图像编排成行、放大、然后将图像数据从数字转化成模拟形式。

(3) 打印工作原理:胶片由供片的储存暗盒自动提供胶片。在引导轴传送下装载在专用的打印滚筒上, 滚筒随即转到打印位置, 此时激光束按照计算机及矩阵指令, 把图像像素单元PIX—EL灰度值的数字化密度传入激光相机存储器中, 直接控制对每个像素单元的激光曝光时间、进行强弱改变。激光束通过多棱镜的旋转进行扫描式的打印, 在全部曝光过程中滚筒和激光束做精确的同步运动, 根据主机成像装置编排的版面和图像尺寸。选择多幅照片的图像取舍和排列, 用操作盘来完成, 进行打印, 幅图像的矩阵像素为4k×5k, 待全部图像打印完后, 胶片即被传输到接片盒内, 或传输到自显机内进行自动冲洗。

3 故障与维护

故障现象1照相时出现错误代码57, 供片盒不送片。

检查与处理原因:检查发现收片盒的门不能打开。由于铜簧片未钩到位置, 所以提不上去。仔细检查发现, 打开收片盒的电机轴与塑料凸轮之间打滑, 电机转动而凸轮不转动, 从而不能打开收片盒的门。处理:取下电机与凸轮, 用AB胶重新粘合轮轴, 待胶达到最大强度后, 重新装好, 机器恢复正常。

故障现象2开机后, 供片盒指示闪烁不停, 盒内电机转动不停, 相机不能进入正常状态。

检查与处理原因:打开供片盒后盖, 发现供片盒一侧两个微动开关中的一个活动弹片断裂, 失去限位作用。处理:卸下该开关, 用AB胶粘好或购买一新开关, 装上机器恢复正常。

故障现象3初始化进程过不去, 相机不能正常开机。

检查与处理原因:检查发现电路板电池由于长时间使用, 容量不足, 使机器自身携带程序丢失而不能开机。处理:更换新电池, 重装程序后, 机器恢复正常。

故障现象4开机自检过程中, 机器重复检测, 不能正常开机。检查与处理打开相机前门, 发现机器反复检测发射激光而不能通过。说明机器由于使用时间比较长, 激光头老化, 发射激光强度变弱。处理:打开相机下盖, 左起第二块电路板有pot1和pot2两个电位器, 通过顺时针或逆时针调节这两个电位器, 使激光头发射的激光强度变大。在调节过程中, 当调节到某个位置时, 自检通过, 机器开机正常。

故障现象5片子图像前后压缩。

检查与处理片子图像出现前后压缩, 说明胶片在曝光的过程中, 可能由于传送装置使胶片运动与激光光束不能精确同步造成的。我们知道, 胶片传送系统的电机通过皮带传送动力带动其他传送装置。打开前门, 使相机正常工作, 在传片过程中, 观察发现, 皮带由于老化与电机轮轴之间打滑, 使胶片运动变慢从而与激光光束不同步。处理:更换新皮带或在带轮上涂上酒精溶解的松香, 故障解除。有时皮带从皮带轮上脱落, 机器报错57, 胶片卡在A位置, 只要重新装上皮带, 取出胶片, 机器即可恢复正常。

故障现象6激光相机卡片。

检查与处理激光相机发生卡片时, 一般都有故障提示片子卡在某个位置。造成卡片的原因很多, 如:胶片输入盘无法送片、传动轴轴间摩擦力不匹配、传感器失灵、突然停电等。要根据不同情况, 对症下药, 清除被卡的胶片。

摘要：介绍了Dupont LP300激光相机的基本结构与工作原理及常见故障维护。

关键词：激光相机,激光相机维护

参考文献

[1]王恒恒.医用激光相机原理结构及维护[J].医疗卫生装备, 2007, 28 (2) :68.

[2]陈森彬, 等.相机系统故障分析与排除[J].医疗设备信息, 2006 (5) :71.

[3]孟伟.AGFA激光相机常见故障及维修[J].医疗卫生装备, 2005, 26 (7) :78.

激光原理 篇7

自动导引小车 (AGV) 是一种具有光学或电磁特性的自动导引装置, 具有停车选择、小车编程、安全保护等功能, 也是现代物流系统中的重要组成部分。AGV在工业应用中的动力源为可充电蓄电池, 一般通过电脑控制其运行路线和行为, 或者设置电磁轨道规范其运行路线, AGV根据电磁轨道提供的信息进行相应动作。和其他移动机器人相比, AGV具有工作效率高、可控性强等优势。和物流运输中的其他设备相比, AGV不需要在活动范围内设置支架等固定装置, 并且不受空间、场地的限制。AGV在自动化物流运输系统中的应用, 由于其具备自动化、可控性高等特征, 能够实现灵活、高效的无人生产模式[1]。AGV的动力源为电池, 导引方式有电磁导引、直接坐标导引、激光导引和图像识别导引等, 激光导引是其主要导引方式, 可以实现非接触导引并根据实际需求更换移载机构, 以完成不同的操作任务。激光导引AGV系统由地面控制系统、车载控制系统和导航系统三部分组成, 不同项目对系统的需求存在差异, 也让系统变得更加复杂。

1 激光导引AGV系统的工作原理与特点

1.1 激光导引的原理

激光导引是AGV系统中比较常见的导引方式, 也是AGV发展过程中十分重要的一项技术[2]。除了卫星定位系统外, 激光导引也是唯一不用地面处理的导引方式。激光导引AGV系统主要由AGV激光扫描器和AGV反射板两部分组成[3]。首先在AGV设备中安装可以接受和发射激光的扫描器, 然后将AGV反射板安装在导引区的四周, 之后精确测量每块发射板的坐标位置, 在AGV系统的存储器中存储每块反射板的信息, 根据存储数据进行导引计算。激光导引系统中的指定区域应该设置一定数量的反射板, 保证在AGV的工作区域内探测出所有反射信息。

AGV进入导引区域后首先应该确定其准确方位, 这里就涉及到初始位置计算。初始位置计算时小车必须停止不动, 保证激光扫描仪测得的光束大于四条, 并且知道各反射板的准确位置。激光导引的连续位置计算一般是根据小车的当前运行速度、转向角和间隔时间等, 估算小车下一时刻的位置。激光扫描器按照固定转速旋转的角度为360度, 脉冲激光器将激光发射到发射板上后, 经发射板反射后被激光扫描仪探测到, 将这些信息传输给AGV系统中的计算机系统, 计算机对信息进行分析处理, 准确计算出AGV的位置和运动方向, 然后和车载控制系统中预先设置的参数进行对比校正, 达到引导AGV运行的目的。

激光导引AGV设备的工作区域分为通信区和非通信区两种。在通信区内, AGV设备通过其车载通信装置和计算机控制系统了解其准确位置和状态, 并且根据工作指令动作。在非通信区内, AGV设备根据设备中预先设定的程序运行, 不受计算机系统的控制。

1.2 激光导引AGV系统的特点

(1) 具备先进性。激光扫描器的定位精度比较高, 一般误差不大于±5mm;在设备运行布局方面, 计算机系统的可控性更高, 并且可以和小车持续通信;具备无线反馈功能, 不受外界干扰, 具有强大的内部编程系统支持。 (2) 适应性强。设备在现有基础上的安装能够和生产同步;设备扩充和停产几乎不影响生产;系统的运行路线更复杂, 不依赖地板表面, 可以快速改变运行方向;结构简单, 反射板是唯一的定位装置。 (3) 经济实用。不需要在地下埋线, 不需要高功率的放大器设备, 反射板的体积小、成本低, 数量不多并且安装方便。

2 激光导引AGV系统的应用方法

2.1 确定AGV的操作方式与数量

AGV系统在应用过程中首先必须确定操作方式和数量。可以根据系统的具体情况以及用户需求选择操作方式, 常用的操作方式有叉车式、牵引式等。如果遇到特殊情况, 一个系统可以运用几种不同的操作方式[4]。AGV的数量一般根据系统的运输能力, 运用仿真计算的方式确定。

2.2 AGV安全防护的选用

AGV中除了需要安装声光报警系统外, 还应该安装一些障碍探测器, 便于车辆在运行路径中探测障碍物。常用的探测方式有超声波探测、光电探测和激光扫描探测等。激光扫描探测具有更大的优势, 但成本较高, 光电探测简单实用, 但探测效果不佳, 因此工作人员应该根据具体情况合理选用。

2.3 AGV通信方式的选择

激光导引AGV系统中的通信方式一般为无线数字通信, 通信频率根据相关规定选择, 每台AGV设备和系统轮流循环通信。无线数字设备的通信速度决定了轮流循环通信的速度, 但也限制了同一频率下AGV的数量。

2.4 AGV中反射板的设置和路径规划

AGV中反射板的设置, 应该根据设备行驶区域的具体情况进行安装, 安装数量遵循安全、准确的原则。反射板设置过少不利于安全导引, 设置过多也会影响导引的精度[5]。AGV的路径规划属于基础性的工作, 通常和系统的总体方案一起确定, 在规划过程中应该结合AGV的数量、操作方式等信息, 以及运行场所的具体情况, 尽量保障AGV的运行路径畅通。

2.5 AGV的车辆调度和任务管理

AGV系统一般根据计算机设置的任务量、小车的位置等进行车辆调度, 以此优化车辆分配。AGV的优化计算是连续的, 如果某台AGV被选择后没有分配任务, 在其运行期间可以选择优化后的AGV完成相应任务。如果AGV执行的任务较多, 计算机会将任务命令储存起来, 等到有空闲AGV再按顺序分配任务。

3 结束语

激光导引AGV系统是将多种高新技术结合在一起的输送系统, 具有智能化、自动化和柔性化的优势, 能够实现灵活、高效的无人生产模式。相信随着社会生产自动化水平的不断提高, 激光导引AGV系统在物流系统中必将发挥更大的作用。

参考文献

[1]杨文华, 王勇, 张智勇.激光导引AGV系统结构及其控制[J].起重运输机械, 2010 (12) .

[2]陈顺平, 梅德庆, 陈子辰.激光导引AGV的自动引导系统设计[J].工程设计学报, 2012 (05) .

[3]张香圃.射频IC卡在视觉导引AGV运动控制中的应用[J].新技术新工艺, 2011 (09) .

[4]刘洋.关于激光导引AGV小车激光定位算法的探讨[J].物流技术与应用, 2010 (11) .

钬激光光路系统原理与维修方法 篇8

关键词：钬激光,光路,医疗设备维修,氙灯

0前言

钬激光是20世纪末出现的高新技术, 是目前最先进的体内碎石设备。它是一种固态激光, 工作递质为钬-钇-铝石榴石 (Ho:YAG) , 是利用氪闪烁光源激活掺杂在钇-铝石榴石晶体中的稀有元素钬而产生的脉冲式近红外线激光, 波长为2100 nm。钬激光可用200~600μm石英光纤传输, 因此可通过内镜通道到达结石部位, 在直视下直接将结石粉碎[1,2]。碎石过程中, 结石表面的水和结石中的水吸收钬激光的能量后汽化形成小球, 汽化小球随后裂解所形成的冲击波产生二次压力, 使结石粉碎。钬激光碎石技术具有切割、汽化、止血的功效, 能粉碎坚硬的泌尿性结石, 不伤害机体软组织, 单次手术结石粉碎率>99%。钬激光碎石具有不开刀、痛苦小、成功率高、恢复快、并发症少等优点[3,4]。

目前Ho:YAG激光系统在国内已经有一定数量的应用, 但因相关资料少, 维修有一定的难度。现就美国科医人公司的Power Suite 60 W激光系统为例, 对常见故障中的光学系统故障进行分析, 并提出解决的方法。

1 钬激光光学系统工作原理

Ho:YAG激光是在激光发生器中产生。Ho:YAG激光晶体与泵浦灯 (氙灯) 同置于—个聚光腔内, 当触发电路提供一个触发信号时, 由交流220 V变压而成的高压通过电容储能模块向氙灯提供能量, 将氙灯的光能量充分耦合到Ho:YAG激光晶体棒上, 使工作物质完成粒子反转, 晶体受激发产生辐射在全反镜与输出耦合镜间形成振荡, 部分能量由输出镜输出, 形成波长为2100 nm的激光输出, 通过反射经过聚焦镜、防护镜, 经过光纤传输, 直接作用于病灶[5]。

2 故障现象

机器开机自检时出现故障报警:“maximum available Ho:YAG pulse rate reduced to 25 Hz;maximum available Ho:YAG power reduced to 30 watts”, 即最大有效脉冲频率低至25 Hz, 最大有效功率低至30 W。忽略此故障后机器能使用, 但对硬度大的结石粉碎效果差、耗时长, 影响手术效果。

3 故障分析与排查

碰到此类故障时, 可能是光路问题, 也可能是其中一路激光发生器停止工作, 但绝大部分是由于光路系统中的激光透射与反射镜打坏造成自检功率不达标。因此重点检查激光光路。该机有3路激光, 每路激光功率30 W[6]。每路在机内经过两次10°左右的反射, 一次公共旋转反射, 两次90°反射, 然后通过保护镜片, 经光纤输出。因自检报功率衰减到30 W, 而不是更多或全部衰减, 很大的可能是因为其中一路激光独立反射部分光学镜片打坏, 造成功率输出不足。

打开位于主机最上方的机壳内的激光组件工作腔, 仔细观察每路独立光学反射镜, 发现其中一路第二次反射镜片上出现斑点, 斑点直径约1 mm。另外观察其余几路独立反射镜, 公共反射镜, 镜面良好。观察结果与分析情况相吻合。

4 故障处理

准备反射镜片1枚 (用于更换烧坏镜片) , 内六角扳手 (主要用于更换与调整镜片) , 白纸1张 (用于测试光标形状) , 维修光纤 (长度约30 cm) , 红色记号笔 (用于涂抹维修光纤输入截面, 便于观察光斑直径) , 专用放大镜 (用于观察维修光纤涂红的截面图形) , 塑料手套1副 (在拿新镜片时使用, 防止汗液等粘在镜片上) 。

首先定位, 用记号笔细端做记号, 定位镜片位置, 便于新镜片的安装定位。然后用内六角扳手拧开镜片锁紧螺丝, 取下旧镜片, 带手套换上新镜片, 接着固定。更换镜片时注意镜片上的方向标识, 不要将方向装反。

将机器前电路板上的维修开关打开, 开机并进入维修菜单, 单独对该路激光进行开关操作。取白纸放于第3次反射后端, 踩下脚踏开关, 观察白纸上的光斑形状。光斑为椭圆形时需调整反射镜片上的3个调整螺丝, 反复几次后, 使光斑达到圆形。

最后在机外光纤输出接口接上维修光纤, 此时维修光纤截面应涂红, 踩下脚踏输出激光, 再取下维修光纤, 用放大镜观察截面红涂料汽化情况, 光斑为圆形时证明光路调整到位, 可紧固螺丝。否则需在重复以上步骤, 重调光路。

光斑效果达到要求后, 进入维修界面对激光重新进行定标, 使输出功率与屏幕显示输出功率相匹配。所有工作完成后切换到正常模式。装配完成后, 开机自检, 进入正常工作模式, 激光功率正常, 故障排除。

5 总结

根据镜片损坏情况, 分析主要是空气中有灰尘或水汽落于镜片上, 造成激光通过时产生热效应, 从而烧坏镜片镀膜层。因此必须保证设备工作环境要洁净, 湿度要控制适中。在维修完成后, 关机盖时注意防尘防潮, 注意机盖的密封性, 防止灰尘和水汽在维修后进入。

因激光属于高能光线, 能对皮肤和眼睛造成伤害。因此在维修过程中最好佩戴眼镜, 避免直视激光, 避免将手放到光路中。

参考文献

[1]刘月月, 杜昱铿.浅谈钬激光碎石的原理及护理工作[J].医学信息, 2009, (9) :165.

[2]李明, 何华, 万恩明, 等.组合式输尿管软镜钬激光治疗上尿路结石57例报道[J].中国微创外科杂志, 2014, 14 (2) :140-142.

[3]雷磊.关于钬激光的工作原理及维修数例[A].2013中华医学会医学工程学分会第十四次学术年会[C].2013.

[4]朱旭峰.钬激光系统工作原理及保养维护[J].医疗装备, 2013, 26 (3) :85-86.

[5]郭俊方.钬激光HLM-1-30A的原理及维修[J].医疗装备, 2013, 26 (8) :97.

激光原理 篇9

1 工作原理

我院爱科凯能钬激光波长2.1μm, 由于其波长恰好处在水的吸收峰上, 激光能量被结石和组织中的水高效吸收, 所以能够彻底解决泌尿系统结石、狭窄、息肉、肿瘤等。同时由于受到水屏蔽的作用, 钬激光在组织中的穿透深度小于0.4 mm, 从而可以在组织表面进行精确的安全地切割, 不会出现误切、穿孔等并发症。且止血效果佳 (可即时封闭1 mm的血管) , 术野清晰, 安全可靠。激光都是受激辐射再放大而产生的, 我院爱科凯能钬激光光学部分分为内光路和外光路两个部分, 内光路主要是两个激光器和激光器对应的4个腔镜, 外光路主要就是两路激光器的耦合系统。

2 维护保养

由于钬激光精密度很高, 维修困难还是比较大的。为了保证设备的持续正常这就需要我们做到经常保养和维护。

2.1 设备的清洁

包括设备的外壳清洁, 散热片的清洁, 滤网的清洁等。

2.2 必要的机械电气方面的检查

包括所有接线处松动与否的检查、铁锈的清理, 螺丝的松动处理, 外观脚轮的检查等等。

2.3 设备内部系统的检修维护

由于设备技术含量较高、精密度高、设备检查必须专业的检查工具等原因, 需要厂家提供帮助。

3 故障实例

3.1 故障一

使用过程中没能量输出。医师反映设备在使用过程中突然没有能量输出了, 增加能量也无法排除故障。根据爱科凯能钬激光厂家的培训, 确认为光纤损坏, 将保护镜片打坏。到现场肉眼查看, 发现光纤金属接口处有焦黑的痕迹, 断定为光纤损坏。拆开侧盖, 拧开上盖的4个螺钉之后打开上盖, 查看保护镜片发现保护镜片上有焦黑的东西, 判断损坏, 更换上设备备用新的保护镜片之后复原设备, 让医师换了新的光纤继续手术。机器正常, 故障排除。而后联系厂家工程师几天后进行保养。

3.2 故障二

设备液晶显示屏闪烁。首先判断为由于显示屏接触不良, 或某处干扰所致。拆开设备, 找到了显示面板, 首先检测下显示面板的供电正常, 考虑接触不良把供电线也处理下重新接上, 故障依旧。而后排查其他的接线, 一个一个接线轻拽看看屏幕是否有变化, 发现一根接线存在接触不良情况, 将其重新焊接后, 故障排除。