可調(diào)式紅藍光LED光動力治療儀光源系統(tǒng)設計研究.pdf

1、隨著半導體技術的發(fā)展,高性能LED產(chǎn)品的應用領域也逐漸拓展到各行各業(yè)。其中,全波段LED應用于生物醫(yī)學領域就是最熱門的研究課題之一,特別是以LED作為光源的光動力光療法,是目前皮膚科光療領域較為新穎的治療手段,成為該領域新的研究熱點。該方法結(jié)合LED綠色、環(huán)保、低工作電壓、壽命長以及冷光源的特點,能夠較好的實現(xiàn)高效、安全、無副作用的光醫(yī)療。而現(xiàn)階段LED存在著功率小、出光效率較低的缺點,要實現(xiàn)醫(yī)療應用,需要將LED芯片進行陣列組裝,所以

2、合理有效的光學設計對提升LED醫(yī)療產(chǎn)品的應用具有重要意義。本論文在非成像光學理論的基礎上,重點研究LED光學系統(tǒng)的二次光學設計,結(jié)合相應的驅(qū)動電源設計,實現(xiàn)LED光動力治療儀實體模型的制備,達到滿足治療人體臉部皮膚科疾病的基本要求。本課題研究的主要內(nèi)容及其成果如下:
　　首先,本論文研究了LED點光源的二次光學設計。根據(jù)點光源在平面照射面上照度均勻的要求,研究設計出了相應的光源透鏡。并結(jié)合光學軟件Tracepro對其空間光強分布及

3、照度分布進行了分析,通過反饋優(yōu)化設計得到光強、照度以及照度均勻性均滿足設計要求的LED點光源模型。
　　其次,研究分析了現(xiàn)有光動力治療儀的光學設計,并制備相應實體模型,分析其在光療中存在的問題。創(chuàng)新性地提出了自由曲面光學設計方案來模擬自由曲面光源模型,并經(jīng)過多次反饋光源模型設計,實現(xiàn)了臉部皮膚光療中照射劑量達到3.3J/cm2及照度均勻度達到80％的設計要求。
　　最后,對光治療儀的電路設計進行了研究。針對630nm紅光LE