2um光纖激光器的應用
2um激光器的研究近來(lái)成為熱門(mén)的課題之一，因為其在醫療等領(lǐng)域應用前景廣闊。
人體組織中水的比例大約占70％，因而組織對光的吸收情況與水相似。水在中紅外波段有兩個(gè)強的吸收譜帶，分別為2.5～4.0μm和5.6～10μm。因此，當激光與人體組織相互作用時(shí)，水對所用激光吸收系數的大小就決定了激光在組織中的穿透深度、損傷區域以及手術(shù)精度等。
Nd:YAG激光器的波長(cháng)為1.06μm，可以用石英光纖傳輸，在醫療方面有不少應用。但是，由于水對它的吸收僅為0.1cm-1，在有些外科手術(shù)中，它的穿透深度較深，損傷區域較大，手術(shù)精度不高，因此不宜使用。Er:YAG激光波長(cháng)為2.94μm,水對它的吸收為3000cm-1，屬水的強吸收波段。對醫療應用來(lái)說(shuō)，鉺激光器是一個(gè)十分理想的光源，然而令人遺憾的是：鉺激光不能用石英光纖傳輸，能夠傳輸鉺激光的非石英光纖容易斷裂，防礙其臨床應用。
Ho:YAG激光波長(cháng)為2.1μm，位于水較強吸收譜線(xiàn)。水對其吸收約為25cm-1，是水對Nd:YAG激光吸收的250倍。顯然，水對Ho:YAG激光的強吸收使其可以在大部分軟組織和硬組織中產(chǎn)生淺的穿透深度、高的手術(shù)精度和獨特的凝血作用，大大限制了損傷區域。在未來(lái)幾年中，它將逐步取代Nd:YAG激光器。雖然水對鈥激光的吸收只是水對鉺激光吸收的一百二十分之一，然而鈥激光能用低OH-的石英光纖傳輸，這就使鈥激光能有效地工作在氣體和液體環(huán)境中，為醫生切除軟骨和其它硬組織提供精確的途徑，使鈥激光成為現有激光內窺鏡系統中最適宜的光源。鈥激光在軟組織中的外科手術(shù)精度與CO2激光相比較，可能略低于CO2激光的手術(shù)精度，然而它能為大部分組織提供更好的凝血功能。除此之外，二者之間的最大區別是CO2激光不能用石英光纖傳輸，只能借助于笨重的關(guān)節臂來(lái)導光，十分不便；而能用光纖傳輸的脈沖鈥激光則是切除和燒蝕軟骨以及其它硬的鈣化的組織的有效工具。因此有人稱(chēng)鈥激光對于CO2激光來(lái)說(shuō)具有挑戰性，在某些手術(shù)中鈥激光具有取代CO2激光的潛力。
由于人體其它部分組織也都含有大量的水分，由此可以推出，人體組織對2.1μm的鈥激光均有強烈的吸收作用，這一特點(diǎn)使得鈥激光器在醫學(xué)上有著(zhù)廣闊的應用前景。
“微創(chuàng )或無(wú)創(chuàng )”休內診療是醫學(xué)領(lǐng)域近二十年來(lái)高速發(fā)展的新興學(xué)科，是醫學(xué)和精密工程相結合的典型代表之一。2um激光應用于前列腺增生 癥等泌尿外科疾病的治療，已取得巨大成功。2um銩激光將Co2激光切割和切除功能與Nd:YAG（釹：釔鋁石榴石）激光器的止血效果以及Ho: YAG(鈥：釔鋁石榴石)激光器損傷紺織小的特性集于一身，這種連續作用的2um激光器是最近十多年來(lái)在激光外科學(xué)領(lǐng)域屮最重要的突破。由于波長(cháng)比CO2激光器波長(cháng)短，新型Tm繳光器的輻射可以不需要通過(guò)復雜的導光反射系統而直接通過(guò)低OH損耗的石英光纖輸送到切開(kāi)的表面，激 光器很容易安裝到內窺鏡中。此外連續工作的方式能大大減小紐織的受損，因為組織氣化是連續發(fā)生的，不會(huì )引起組織密度的波動(dòng)。所以， 銩激光器被認為是最理想的手術(shù)用激光器。
屹持光電推出的雙包層摻銩光纖激光器是實(shí)現2um波段高功率、高光束質(zhì)量激光輸出的最有效的技術(shù)手段。同常規固體激光器相比，光纖激光器具有光束質(zhì)量 好、效率高、穩定性好、易于散熱、易于實(shí)現高功率等持點(diǎn)，是近年來(lái)囯際上的研究熱點(diǎn)。開(kāi)展高功率摻銩光纖激光器的研究，實(shí)現關(guān)鍵核心部件的國產(chǎn)化，研制出2um波段實(shí)用化高功率光纖激光器，并在激光微創(chuàng )手術(shù)中開(kāi)展應用，對推動(dòng)我們醫療和國防事業(yè)的可持續發(fā)展具有重要的意義。
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