Дозиметр лазерного излучения Советский патент 1993 года по МПК G01J5/02 

со

с

Использование: изобретение относится к измерительной технике, является сервисным медицинским прибором и предназначено для определения и контроля уровня облучения органов человека, например, органов зрения при проведении хирургических операций и терапевтического лечения пациента с помощью лазерных установок. Сущность: повышение оперативности измерения дозы лазерного излучения достигается введением в канал наведения последовательно расположенных источника видимого излучения и диафрагмы, расположение диафрагмы за выходным объективом на расстоянии определяемом соотношением приведенным в описании. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, является сервисным медицинским прибором и предназначено для определения и контроля уровня облучения органов человека, например, органов зрения, при проведении хирургических операций и терапевтического лечения пациента с помощью лазерных установок.

Целью предполагаемого изобретения является повышение оперативности процесса измерения.

На фиг.1 представлена схема устройства дозиметра: на фиг.2 - схема расположения реперных точек (световых пятен) канала наведения на объекте воздействия излучения (а - в точке контроля, б - вокруг точки контроля); на фиг.З - расчетная схема дозиметра.

Дозиметр состоит из измерительного канала 1 с входным объективом 2 и приемником излучения 3. канала наведения 4 с

выходным объективом 5, имеющим фокусное расстояние, равное fr диафрагмой 6 и источником видимого излучения 7. в качестве которого могут быть использованы лампочки накаливания.

Измерительный канал и канал наведения расположены так, что угол между их оптическими осями равен а, а расстояние между центрами объективов 2 и 5 равно D.

Приемник излучения 3 расположен на расстоянии I от объектива 2 и имеет приемную площадку, линейный размер которой равен М.

В диафрагме 6 выполнены одно или несколько отверстий, например, круглой или другой формы - 8(8), которые расположены на оптической оси канала наведения (отверстие 8) или на расстоянии R от нее (отверстия 81) (на фиг.1 и фиг.З одновременно показаны отверстия 8 и 81).

со ю д ел ел со

Основные размеры дозиметра связаны между собой соотношениями, указанными в формуле предполагаемого изобретения.

Предлагаемое устройство работает еле- дующим образом. Дозиметр входным объективом 2 направляется на объект воздействия 10 лазерного излучения и включается источник видимого излучения 7, ceej от которого, проходя через диафрагму б и объектив 5, создает на объекте воздействия одну (фиг.2а точка 9), если диафрагма имеет центральное отверстие, или несколько (фиг.2б точки 9 } если диафрагма имеет смещенные относительно центра отвер- стия, реперных (световых точек).

Изменением положения дозиметра добиваются того, чтобы репернап точка, если она одна, или центр их расположения, если их несколько, совпал с точкой контроля 11, на которую воздействует лазерное излучение, и они были сфокусированы.

При этом оптические оси измерительного канала и канала наведения автоматически сводятся в точке контроля 11, а расстояние от точки контроля 11 до входного объектива 2 устанавливается равным L (фиг.З).

Это возможно только при определенном соотношении между основными разме- рами предложенного дозиметра.

Уравнение(3) для сопряженных точек на оси оптической системы канала наведения предложенного дозиметра (фиг.З) запишется следующим образом

1-14-1

f L I

откуда

,. 1 L-f

но из треугольника АОО следует

(1)

LDsin a

Подставив (2) в (1) после преобразова- 50 ния получим

f-D D -f sin a

Выполнение этого условия, указанного в формуле предполагаемого изобретения, и обеспечивает получение вышеуказанных характеристик.

Далее включается измерительный канал и производится измерение дозы отраженного от точки 11 лазерного излучения.

При перемещении точки 11 по объекту воздействия 10 наведение дозиметра легко осуществляется путем соответствующего перемещения реперных точек.

Таким образом введение в канал наведения известного устройства дополнительных элементов и расположение основных узлов дозиметра в.соответствии с соотношением, указанным в формуле предполагаемого изобретения, повышает оперативность процесса измерения, так как значительно упрощаем процесс наведения измерительного канала и сокращает время, необходимое для определения дозы облучения при кратковременных воздействиях лазерного излучения, что и обуславливает достижение поставленной цели.

Выполнение диафрагмы с отверстиями, расположенными на расстоянии от центра, позволяет повысить точность измерения, так как в этом случае отраженное от объекта воздействие световое излучение канала наведения не попадает в измерительный канал и не оказывает влияния на результат измерения дозы лазерного излучения.

При этом оптимальное расстояние от нижней кромки отверстий до центра диафрагмы равно

R

M-l-cosa 2-I1

(4)

Действительно, согласно законам геометрической оптики для канала наведения предложенного дозиметра (фиг.З) Справедливо соотношение

45

Л-Я L I

но величина К равна „ М L

(5)

2 -I

(6)

50

55

подставив (6) в (5) и решая относительно R с учетом того, что

т- cos a

получим соотношение (4).

Это соотношение определяет минимально необходимое расстояние между нижней кромкой отверстий диафрагмы и ее центром, при котором отраженный световой поток канала наведения от объекта воздействия не поступает на приемник излучения измерительного канала.

Это условие соблюдается также и при большем расстоянии R, но при этом затрудняется процесс наведения, так как увеличивается расстояние между реперными точками.

Формула изобретения 1, Дозиметр лазерного излучения, соержащий измерительный канал с выходным объективом и приемником излучения и канал наведения с выходным объективом, отличающийся тем, что, с целью повышения оперативности процесса измерений, в канал наведения введены последо- вательно установленные на одной птической оси источник излучения и диафрагма, при этом диафрагма расположена за выходным объективом на расстоянии

Ы D/D-fslna.

0

5

0

где I - расстояние от выходного объектива до диафрагмы;

f-фокусное расстояние выходного объектива,

D - расстояние между входным и выходным объективами,

а- угол между оптическими осями измерительного канала и канала наведения.

R М -I cos а 2 Г ,

где М - линейный размер площади приемника излучения;

Г - расстояние между приемником излучения и входным объективом.

в.

фиг.1

40

&.$

Фив. 2.