CN1421966A - 1.3μm波段超脉冲掺钕晶体激光器 - Google Patents
1.3μm波段超脉冲掺钕晶体激光器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1421966A CN1421966A CN 01142318 CN01142318A CN1421966A CN 1421966 A CN1421966 A CN 1421966A CN 01142318 CN01142318 CN 01142318 CN 01142318 A CN01142318 A CN 01142318A CN 1421966 A CN1421966 A CN 1421966A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- crystal
- wavebands
- pulse
- waveband
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
Abstract
一种1.3μm波段超脉冲掺钕晶体激光器，是以Nd∶YAG、Nd∶YVO4、Nd∶YAP、Nd∶YLF、Nd∶BEL中的一种激光晶体为激光激活介质，在氪灯或氙灯为泵浦源或以半导体激光器为泵浦源下，在脉冲工作方式下，该器件输出超脉冲1.3μm波段基波，或输出经过放置腔内或腔外的非线性光学变频晶体产生的相干辐射。在谐振腔内***具有削波作用的声光调制器或电光调制器组件，再加上5－20千赫兹的调制，那么，它产生的新型高峰值功率脉冲与高能超脉冲CO2整形激光相比，其刀峰更利、焦痂更小、热损伤更轻。这种激光器，在医疗上有较好的应用前景。
Description
本发明的1.3μm波段超脉冲掺钕晶体激光器，属光电子领域。其基波及其非线性变频的相干辐射，可应用于激光医疗、激光加工、激光通讯、天文学等多个方面。
时间整型的超脉冲激光指的是时间的上升沿和下降沿陡直(约μs量级)变化的零点几毫秒级脉冲或脉冲包络的激光。在气体CO2激光中有时间整型的超脉冲的报道(参见COHERENT高能超脉冲CO2整形激光——http://www.cohr.com)；而在固体激光中，特别是在1.3微米波段尚未见到时间整形的超脉冲报道。
气体CO2超脉冲激光是九十年代末期问世的一种新型的美容、整形外科手术激光，它是目前激光医学领域中最高科技的结晶之一，是CO2激光中的换代产品。因避免了传统激光医疗机切割不利、医生操作手感不好、在肌体组织的切口上伴随焦痂的致命缺点，它在一定程度上具有真正意义上的“激光手术刀”特性。然而它本身也存在致命缺点：10.6μm的CO2激光无法用光纤导光，无法进入食道、气管、腹腔等大量的内窥手术，因而目前只能局限于浅表手术。
1.0μm波段的激光止血好、切割差，10.6μm波段的激光对人体组织切割好、止血差，而组织中的水对1.3μm的吸收系数介于10.6μm的CO2激光和1.06μm的Nd:YAG激光之间，所以1.3μm是目前切割与止血兼顾的最好的波段。可用光纤导光的1.3414μm Nd:YAP连续激光医疗机在激光医疗上具有一定的竞争力(参见国外进展报道，“1.3μm波长Nd:YAP激光器可望改善医疗作用”，激光与光电子学进展，1998年，第6期，40页)。但从临床中发现仍然存有缺点，如切割时出现一定范围的焦痂、刀口创面较宽，还不能做精细手术。其准连续运转方式也尚不足以同Ho:YAG激光相抗争。
激光组织学实验证明，要使机体组织瞬间汽化，就必须达到一个临界功率、能量标准。而传统的连续或准连续激光只能在很低的能量输出水平下，这就显然极大拖延手术的时间才能达到这个临界标准。激光切割组织的原理是：汽化组织内所含的水分。当足够的激光能量被所要作用的组织吸收时，它就会将细胞内的水分汽化，并同时带走汽化的烟雾，而烟雾中的蒸汽会吸走大部分的激光热能，残存的热量会使作用区周围组织产生热伤害。激光光束对组织加热是持续性的，因此时间愈久，对周围组织的热扩散及导致热伤害的情形愈严重。如果这种热传导耗损了过多的激光能量，或激光能量不足时，激光只在渐渐加热组织而不是立即使其汽化，这种缓慢热化现象，使组织干燥直到焦化，而且会造成周围组织的热损伤。焦痂形成之后，激光能量要传送到组织所需要的时间更长，焦痂会因吸收激光能量，使周围组织更加受热。因此，要减少热伤害的关键所在是使每一个激光脉冲输出足够的能量，立即汽化目标组织，从而减少热传到周围的组织去。因而每一激光脉冲时间要极短，即在小于热迟豫时间内使热无足够的时间传导到周围组织，而激光热仅被汽化烟雾带走。这种新式的高峰值功率短脉冲技术即是超脉冲(Ultrapulse)。
本发明的目的在于公开一种能将气体CO2超脉冲激光与1.3414μmNd:YAP连续激光器的优点有机的结合起来的“时间整形的1.3微米波段超脉冲固体激光”，就是说它可用于医疗上，能用光纤导光、切割无焦痂、刀口创面小、兼顾止血，则一定会有较好的应用前景。
实现本发明的技术方案可通过附图加以说明：图1给出了超脉冲激光与准连续激光在时间特性上的比较。所采用的激光腔结构见图2，我们提出在Nd:YAG、Nd:YAP、Nd:YVO4、Nd:YLF这些可产生1.3微米的固体激光晶体(1)中产生需要的新型时间整形超脉冲。在反射镜(2)面镀上对1.3μm波段全反射、1.0μm波段有较高的透过率，输出镜(3)镀制对1.0μm波段有较高的透过率并对1.3μm波段最佳输出耦合度参数，同时在谐振腔内***具有削波作用的声光调制器或电光调制器组件(4)，(5)为灯(氪灯或氙灯)或以半导体激光器的泵浦***。腔内***声光调制器对在灯(氪灯或氙灯)为泵浦源或以半导体激光器为泵浦源泵浦下的脉冲进行首尾削波，如果在脉冲内再加上5-20千赫兹的调制(如图3所示)，将产生峰值功率高数个量级的脉冲包络，这种占空比更小、子脉冲宽度仅有几百纳秒的新型高峰值功率脉冲与高能超脉冲CO2整形激光有不同之处，使其刀峰更利、焦痂更小、热损伤更轻。
本发明与背景技术相比所具有的有益的效果：它与传统的准连续激光相比，具有脉宽短、峰值功率高、脉冲上升及下降沿陡峭、无首尾低于焦痂阈值下的能量；避免了传统的准连续激光造成激光手术刀口较宽、不适合于精细手术的缺点。因此，新型的“时间整形的1.3微米波段超脉冲固体激光”具有较大的应用前景。
现对附图作图面说明：图1是超脉冲激光与准连续激光在时间特性上的比较图；图2是本发明的激光腔结构示意图；图3是图1的脉冲加上5—20千赫兹的调制后所形成的脉冲包络；图4是本发明灯泵浦时间整形的1.3微米波段超脉冲晶体激光器实例的构成图；图5是本发明激光二极管侧面泵浦时间整形的1.3微米波段超脉冲晶体激光器实例的构成图。
下面结合附图进一步描述本发明的实施例：
实施例一：
图4中(1)为Nd:YAG晶体，(6)是泵浦用氪灯或氙灯，(7)是滤去泵浦灯紫外辐射的滤光管，(11)紧包式椭圆型或圆型聚光腔，腔内充满介质冷却液，冷却工作物质和泵浦灯，(3)为激光的输出镜，对1.0μm波段有较高的透过率并对1.3μm波段最佳输出耦合度参数，从而使两种波长激光的损耗不同，以达到抑制1.0μm波段的激光，只输出1.3μm波段的激光。这里我们采用的输出耦合度为：对1.319μm的透射率为2.5％，对1.064μm的透射率为80％；(8)是自循环冷却器，(9)为电源，可以输出能量可变的脉冲电源，(2)对1.319μm的反射率为99.8％、对1.064μm的透射率为90％的介质镜，(4)熔石英晶体声光调制器。工作时，若在腔内或腔外***非线性光学变频晶体，并相应调整谐振腔镜的耦合度，即可方便地获得较高变频效率的相干辐射输出。
实施例二：
图5中(1)是Nd:YAG晶体、用多个LD(12)侧向泵浦，在与泵浦光垂直方向上用半导体致冷器致冷的热沉(图中没画出)，抽取工作物质运转过程产生的热量；(3)为激光的输出镜，对1.0μm波段有较高的透过率并对1.3μm波段最佳输出耦合度参数，从而使两种波长激光的损耗不同，以达到抑制1.0μm波段的激光，只输出1.3μm波段的激光。这里我们采用的输出耦合度为：对1.319μm的透射率为2.5％，对1.064μm的透射率为80％，；(2)对1.319μm的反射率为99.8％、对1.064μm的透射率为90％的介质镜，(4)为熔石英晶体声光调制器，(13)是LD半导体激光器的驱动源，(14)为熔石英晶体声光调制器驱动电源。声光调制器工作于几千赫兹到几十千赫兹，产生峰值功率达千瓦、占空约百分之几的激光脉冲包络，而包络的宽度为零点几微秒。
Claims (2)
1.一种1.3μm波段超脉冲掺钕晶体激光器，是以Nd:YAG、Nd:YVO4、Nd:YAP、Nd:YLF、Nd:BEL中的一种激光晶体为激光激活介质，在氙灯为泵浦源或以半导体激光器为泵浦源下，在脉冲工作方式下，该器件输出超脉冲1.3μm波段基波，具体波长如下：对Nd:YAG晶体为1319nm或1338nm；对Nd:YVO4晶体为1342nm；对Nd:YAP晶体为1341.4nm；对Nd:YLF晶体为1313nm；对Nd:BEL晶体为1351nm，其特征在于，所述的1.3μm波段超脉冲掺钕晶体激光器具有以下结构：在振荡级谐振腔中的反射镜面镀上对1.3μm波段全反射、1.0μm波段有较高的透过率，输出镜镀制对1.0μm波段有较高的透过率并对1.3μm波段最佳输出耦合度参数，同时在谐振腔内***1.3μm波段的声光调制器或电光调制器组件，产生仅有微秒级的上升沿及下降沿的陡直的零点几毫秒激光脉冲。
2.如权利要求1所述的1.3μm波段超脉冲掺钕晶体激光器，其特征在于：所述的声光调制器或电光调制器组件工作于几千赫兹到几十千赫兹，产生峰值功率高数个量级、占空比更小的激光脉冲包络。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 01142318 CN1421966A (zh) | 2001-11-23 | 2001-11-23 | 1.3μm波段超脉冲掺钕晶体激光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 01142318 CN1421966A (zh) | 2001-11-23 | 2001-11-23 | 1.3μm波段超脉冲掺钕晶体激光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1421966A true CN1421966A (zh) | 2003-06-04 |
Family
ID=4676758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 01142318 Pending CN1421966A (zh) | 2001-11-23 | 2001-11-23 | 1.3μm波段超脉冲掺钕晶体激光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1421966A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1332481C (zh) * | 2005-06-03 | 2007-08-15 | 厦门大学 | 1052nm连续波瓦级Nd:YAG全固体激光器 |
| CN102185237A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-09-14 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 单波长高功率1319nm连续激光器 |
| CN102801090A (zh) * | 2012-08-13 | 2012-11-28 | 温州泛波激光有限公司 | 长脉冲光纤激光器 |
-
2001
- 2001-11-23 CN CN 01142318 patent/CN1421966A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1332481C (zh) * | 2005-06-03 | 2007-08-15 | 厦门大学 | 1052nm连续波瓦级Nd:YAG全固体激光器 |
| CN102185237A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-09-14 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 单波长高功率1319nm连续激光器 |
| CN102185237B (zh) * | 2011-03-22 | 2012-08-01 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 单波长高功率1319nm连续激光器 |
| CN102801090A (zh) * | 2012-08-13 | 2012-11-28 | 温州泛波激光有限公司 | 长脉冲光纤激光器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101015474B (zh) | 用半导体泵浦高功率固体激光器切除人体软组织的方法和仪器 | |
| CN101179176A (zh) | 半导体双端面泵浦三次谐波紫外激光器 | |
| WO2008042854A1 (en) | Treatment of skin by a solid-state laser | |
| CN101677174B (zh) | 四波长调q外腔式倍频脉冲激光器 | |
| Li et al. | Continuous wave and AO Q-switch operation Tm, Ho: YAP laser pumped by a laser diode of 798 nm | |
| Qin et al. | High‐power continuous wave and passively Q‐switched laser operations of a Nd: GGG crystal | |
| US6631153B2 (en) | Light generating device and laser device using said light generating device | |
| CN106943191B (zh) | 同时具备体内碎石和软组织切除的2微米激光医疗装置 | |
| Huber et al. | Continuous wave Praseodym solid-state lasers | |
| CN101242076A (zh) | 砷酸钛氧钾晶体全固体拉曼激光器 | |
| Li et al. | Dual diodes end‐pumped Q‐switch operation of ac‐cut 2044‐nm Tm, Ho: YAlO3 laser | |
| CN1421966A (zh) | 1.3μm波段超脉冲掺钕晶体激光器 | |
| CN101676785A (zh) | 一种产生2微米波段激光的光参量振荡器 | |
| CN101924325B (zh) | In-Band泵浦热敏感腔808nm触发自调Q激光器 | |
| CN1200492C (zh) | 一种声光调q的多波长激光器 | |
| Zhou et al. | 1 kW peak power self-frequency-doubling microchip laser | |
| CN102657556A (zh) | 1320nm和660nm激光双波长医用手术器 | |
| CN1332481C (zh) | 1052nm连续波瓦级Nd:YAG全固体激光器 | |
| CN2762395Y (zh) | 医用绿激光发生装置及*** | |
| CN201167207Y (zh) | 砷酸钛氧钾晶体全固体拉曼激光器 | |
| CN107946891A (zh) | 一种大功率紫外固体激光器 | |
| CN1618409A (zh) | 一种双波长激光治疗机 | |
| CN112531450A (zh) | 2μm激光二极管泵浦的全固态Tm,Ho:LLF激光器 | |
| CN100522095C (zh) | 一种双波长激光治疗机 | |
| CN105048272A (zh) | 一种基于LiIO3晶体的全固态激光器及其工作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |