光纤耦合LED光学治疗仪研究

论文摘要

光学疗法的历史由来已久,由于自身治疗特点再结合中西医的治疗方式,可以治疗多种疾病。随着科学技术的发展,目前的光学治疗仪器已经不能满足人们的需要,在某些需要大辐照面积、宽光谱范围照射治疗的情况下,激光是不适合治疗的。如今半导体发光二极管的发光谱线范围、发光强度、光电转换效率、工作寿命等都有了很大的提高,LED在医学上得到了广泛的应用。但目前由于LED发散角大的原因,以LED为光源的光学治疗仪只能治疗体表的一些疾病,为了能将LED光引入到腔内进行治疗,本论文设计了两种不同类型的LED光纤耦合系统,并做了相关的理论和实验研究。全文主要内容概括如下:(1)简要概述了医疗LED光源的特性,以及根据本课题实际要求确定了LED驱动电路的设计和设计电路中应该注意的问题。提出了光纤耦合式LED治疗仪四种临床医疗应用。(2)设计了基于单根光纤LED光学耦合系统结构,对LED光源和耦合光纤做了详细的分析和选择,并通过光学设计软件仿真得到该系统的理论耦合效率可以达到11.096%。(3)为了提高LED的耦合效率,设计了基于光纤束LED光学耦合系统,从LED阵列的外形结构设计,耦合光纤束的结构做出了详细的分析和判断,并通过实验测出了光纤束尾端的输出光功率,LED阵列的耦合效率最高可达到34.2%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 光学疗法概述
• 1.2 医疗光源的发展及LED 的优势
• 1.3 LED 光疗仪在国内外的研究状况
• 1.4 课题的研究意义及目标
• 2 医用LED 光源及驱动电路的分析
• 2.1 医用LED 光源特点
• 2.2 LED 驱动电路分析
• 2.3 光纤耦合LED 光源在临床应用
• 2.4 本章小结
• 3 LED 治疗仪耦合部分设计—基于单根光纤
• 3.1 LED 固态光源的选择
• 3.2 耦合光纤与耦合方式的选择
• 3.3 光学耦合系统的整体设计
• 3.4 光学设计软件及仿真结果分析
• 3.5 本章小结
• 4 LED 治疗仪耦合部分设计—基于光纤束
• 4.1 LED 阵列的设计
• 4.2 光纤束的设计与耦合效率计算
• 4.3 光学耦合系统的的整体设计
• 4.4 实验过程及数据的分析
• 4.5 本章小结
• 5 全文总结及展望
• 致谢
• 参考文献