可調(diào)式紅藍(lán)光LED光動力治療儀光源系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,高性能LED產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸拓展到各行各業(yè)。其中,全波段LED應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)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(lǐng)域較為新穎的治療手段,成為該領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。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(diǎn),能夠較好的實(shí)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(diǎn),要實(shí)現(xiàn)醫(yī)療應(yīng)用,需要將LED芯片進(jìn)行陣列組裝,所以

2、合理有效的光學(xué)設(shè)計(jì)對提升LED醫(yī)療產(chǎn)品的應(yīng)用具有重要意義。本論文在非成像光學(xué)理論的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究LED光學(xué)系統(tǒng)的二次光學(xué)設(shè)計(jì),結(jié)合相應(yīng)的驅(qū)動電源設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)LED光動力治療儀實(shí)體模型的制備,達(dá)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(diǎn)光源的二次光學(xué)設(shè)計(jì)。根據(jù)點(diǎn)光源在平面照射面上照度均勻的要求,研究設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的光源透鏡。并結(jié)合光學(xué)軟件Tracepro對其空間光強(qiáng)分布及

3、照度分布進(jìn)行了分析,通過反饋優(yōu)化設(shè)計(jì)得到光強(qiáng)、照度以及照度均勻性均滿足設(shè)計(jì)要求的LED點(diǎn)光源模型。
　　其次,研究分析了現(xiàn)有光動力治療儀的光學(xué)設(shè)計(jì),并制備相應(yīng)實(shí)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(xué)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了臉部皮膚光療中照射劑量達(dá)到3.3J/cm2及照度均勻度達(dá)到80％的設(shè)計(jì)要求。
　　最后,對光治療儀的電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。針對630nm紅光LE