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准分子激光器在医学领域使用状况
发布时间:2018-10-17   点击次数:496次
   以准分子为工作物质的一类气体激光器件。常用相对论电子束或横向快速脉冲放电来实现激励。当受激态准分子的不稳定分子键断裂而离解成基态原子时,受激态的能量以激光辐射的形式放出。
 
  准分子激光器激光用于半导体处理,特别是半导体表面退火,是一种有希望的应用,潜在的市场是很大的。激光处理比常规热处理的优点是能够纺织退火期间参杂剂的再分布,同事保持适当的再结晶和参杂剂活化。准分子激光能对样品均匀照射,而且准分子激光的光谱相当的宽,因而相干长度相当短,使得样品中的干涉效应减到zui小,而在以往的激光退火中,这时难以解决的问题。准分子激光的紫外波长很适于退火样品的薄层穿透,准分子激光还可以聚焦成微米级尺寸进行材料处理。
 
  利用准分子激光的良好聚焦作用,通过激光引发光化反应,使表面出现微米量级的沉淀或蚀刻。例如,用波长为193毫微米的氟化氩准分子激光在样品表面光解三氯化硼,已经实现了单晶硅和多晶硅的掺杂。此外,用脉宽为7豪微秒的准分子激光瞬间熔化表面,可使掺杂剂扩散到几千埃的深度并使掺杂剂完全活化。采用这种技术制造的太阳能电池,转换效率约为13-14%。
 
  准分子激光器在医学领域使用:
 
  在医学领域中使用的激光器种类非常多,常用于眼科治疗的主要有红宝石激光、氩离子激光、氪离子、染料激光、掺钕钇铝石榴石激光和氟化氩准分子激光等固体、气体和液体的激光器,用连续的、脉冲的和调Q的方式,治疗眼底部色素膜和屈光间质等部位的数十种有关眼部疾病。
 
  眼科使用的准分子激光, 是以氩气和氟气为工作气体产生的激光。所谓准分子激光,是指受激二聚体所产生的激光,波长范围为157~353nm,所属紫外激光波段。用于临床的氟化氩混合物产生的波长为193nm的超紫外冷激光。
 
  波长为193nm的ArF准分子激光,进行屈光手术的机理就是光化学效应。准分子激光单个光子的能量大约是6.4eV,而角膜组织中肽键与碳分子键的结合能量仅为3.6eV。当其高能量的光子照射到角膜,直接将组织内的分子键打断,导致角膜组织碎裂而达到消融切割组织的目的,并且由于准分子激光脉宽短,又是光化学效应切除。因此,对切除周围组织的机械损伤和热损伤小。
 
  用这种刀施行光切术,其切割精度可达到μm级,其刀口损伤范围仅达nm级,而且由于无热效应而不会损伤邻近组织。所以现已运用于角膜手术,如角膜屈光手术、角膜疤痕去除等。
 
  YAG激光器既可做平面切割,也可做斜角切割加工,且边缘整齐、平滑,适用于金属板、玻璃等高精度的切割加工。比起普通二氧化碳激光切割机更节省空间和气体消耗量,光电转化率高,是节能环保的新产品,也是世界上技术产品之一。
 
  YAG激光器内部装有氪灯和YAG晶体棒,分别套入通水管,通水后以水冷方式进行冷却。腔体反射镀金处理。由于输入激光功率需要高聚效率和镀金膜层高反射率,所以在特殊情况下需要定期对石英玻璃管和金属腔体进行专业性的洁净处理,以清除古典滤光管内外的水污垢和镀金膜层的杂质或水份。
 
  YAG激光器是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大或振荡发射的器件。产生激光的必不可少的条件是粒子数反转和增益大过损耗,所以装置中必不可少的组成部分有激励源、具有亚稳态能级的工作介质两个部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态,为实现并维持粒子数反转创造条件。YAG激光器中常见的组成部分还有谐振腔,但谐振腔并非必不可少的组成部分,谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向,从而使激光具有良好的方向性和相干性。
 
  光纤激光切割机具有高的电光转换效率,其电光转换效率达25%,比传统激光切割机的电光转换效率高出数倍,而综合运行费用却仅为传统激光切割机的15%。同时,光纤激光切割机体积较小,其激光发生器的占地面积不到1平方米,整体占地面积约50平方米,为传统激光切割机的三分之二。所以,在激光器的选择上,要考虑到各种参数,以及自身的实际需要,只有这样,才能让激光器发挥出它的zui大效能。
 
  相对于YAG激光器的优点:
 
  1、光纤的可绕性所带来的小型化、集约化优势。
 
  2、细长的光纤具有降低的体积面积比,散热快、损耗低。
 
  3、由于光纤激光器的谐振腔内无光学镜片,具有免调节、免维护、高稳定性的优点,这是传统YAG激光器无法比拟的。
 
  4、光纤导出,使得激光器能轻易胜任各种多维任意空间加工应用,使机械系统的设计变得非常简单。
 
  5、胜任恶劣的工作环境,对灰尘、震荡、冲击、湿度、温度具有很高的容忍度。
 
  6、高的电光效率:综合电光效率高达20%以上,大幅度节约工作时的耗电,节约运行成本。

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