半导体激光治疗仪设计开题报告

燕山大学

本科毕业设计（论文）开题报告

课题名称：半导体激光治疗仪设计

学院（系）：电气工程学院

年级专业： 11级生物医学工程

学生姓名：石少欣

指导教师：洪文学

完成日期： 2015年3月22日

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

从1960年开始，红宝石激光器问世以来，激光器在医学上得到广泛影响。1961年，红宝石视网膜激光器凝固机在眼科开始使用，次年用于肿瘤治疗。之后，Keyes和Quist—美国林肯实验室科学家，在一次国际会议上报告了一种半导体的光发射现象。随后，Hall和其他研究人员依据此报告创造了世界上的第一台半导体激光器。与晶体二极管外形相似，半导体激光器也是基于PN结，所以又称为激光二极管。70年代末期，激光器朝传递信息和提供功率两个方向发展。从此，半导体激光器的应用范围越来大，经过几十年的努力，也取得惊人的发展，它的波长从红外线、红光到蓝光，覆盖范围逐渐扩大，各项性能参数也很大的提高。半导体激光器在医学上的应用主要分为两方面，一方面是运用激光的光谱技术、干涉技术以及其他光学技术应用于临床标本或组织的检测和诊断。如利用激光多普勒技术、激光共聚焦扫描显微镜、激光全息技术等。另一方面是利用激光对机体组织的生物效应致力于临床治疗的开发和实践。目前，半导体激光器及其功率测量技术和测量设备虽处于起步阶段，目前也只能低温下运行，但在相干技术领域中又开辟了巨大的应用前景，若能在常温下工作将对生物传感、计算机，以及光学通信产生巨大影响。经过这半个世纪的发展，半导体激光器发生了巨大变化，促进了其他科学技术的发展。

根据生物组织对激光的不同反应，激光在生物医疗中的应用分为强激光和低温度激光，当激光作用于生物组织时，会产生光刺激效应、光化效应、热效应、压强效应以及电磁效应，其中强激光利用其高能量对生物组织病灶的破坏性达到治疗目的，比如，激光手术。低强度激光是利用激光对生物组织刺激作用来治疗，且不会造成不可逆的损伤。激光美容、激光血液照明、激光针灸以及激光外照射常用低强度激光。过去用激光达到治疗效果常用He—Ne激光器，但改传统激光器成本较高、驱动复杂、体积庞大，同时治疗时会对患者的血管和表皮组织产生破坏式伤害，而且人体所能承受的激光能量有严格的剂量要求，所以这种激光医疗器械一般应用于大中型医院，需要由专业的技术人员进行操作。虽治疗效果较好，但由于使用不方便，使其不能充分发挥激光医疗器械的科学价值。和传统激光器相比，半导体激光治疗仪操作方便、安全无创伤和疗效显著等特点。即可减少患者痛苦又可防止

感染。国内外研究表明，半导体激光治疗和常规治疗相结合方式在某些疾病的治疗上得到满意的效果。因此，半导体激光治疗仪在医学上有很大的发展空间。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题

本次设计主要研究半导体激光治疗仪的治疗机理和工作原理。根据相关原理，设计出一个合理的电路以及完整的程序。半导体激光器因其中的PN 结二极管为低压、低阻抗工作，稍强的干扰可能损坏电源。且器件工作中，温度对电路的影响较大。设计出一个稳定工作、抗干扰能力强的电路是本次研究主要解决的问题。

三、研究步骤、方法及措施

此次研究，首先确定半导体激光器的工作特性，选择正确型号的半导体激光器。再设计系统的硬件，包括整体设计和智能控制系统、电源管理电路、稳压电路设计、激光驱动电路、操作系统、复位电路等的设计。系统软件的设计。最后对系统进行测试。

四、研究工作进度

1—4周：查阅相关资料，对半导体激光治疗仪有大致的了解。

5—8周：根据本结构中用的电子元器件的结构性特点设计电路原理图。

9—12周:结合硬件电路图设计编制软件程序。

13—16周：运用相关元器件和软件系统调试并修改程序。

17—18周：撰写论文，准备答辩。

五、主要参考文献

1, 王子梁，陈谦锐，唐延正.650nm/830nm双波长半导体激光治疗机的研制.

2，苏华，李守春.半导体激光器在医疗上的应用及前景展望.

3，张旭那，毛海涛，汪洋.半导体激光治疗仪的研制及应用.

4，魏森泉，邹文栋，喻茂萍，张小林，周哲，廖钟亮.500mw半导体激光治疗仪的设计.

5, 刘雪峰.半导体激光器及应用.

6，杨清宗.半导体LD应用现状及预测

7，余金中. 半导体光电子技术

8，江建平.半导体激光器.（第一版）

六、指导教师意见

指导教师签字：

年月日七、系级教学单位审核意见：

审查结果：□通过□完善后通过□未通过

负责人签字：

年月日