固体激光器的特点及应用

--18-在上世界60年代红宝石激光测距机成功发明以后，随后的第二年就成功的运用到了军事领域。生物医学中的应用在医学领域的成功运用还是从眼部手术开始的，1962年，人们第一次将人的视网膜和眼球利用激光进行连接，这样就可以做到不用对眼球进行切开就能达到治疗的效果。固体激光器于生物医疗领域中的使用包括医学研究工具、激光诊断和激光治疗三大类。1）医学研究工具在研究医学病理、生理、生化的过程中，我们可以通过固体激光器的激光照射各个细胞，以便对细胞的生理开展探究，也可利用激光来做细胞手术。现在固体激光器已经变成了科研人员研究遗传学和胚胎学实验非常重要的器材。2）激光诊断利用这种测试方法可以很好的对活体组织进行内部的检测。所以在对人体的手指、牙齿以及小孩的脑积水方面都有很好的应用。比如现在科学家正在研究利用能量为400J、输出宽度为半毫米的激光器对牙齿进行检测。利用激光器来检测血药流动方面的内容的时候，在不需要血药进行扰乱的情况下就可以成功的测量。当对生物的组织进行定量测试的时候，我们可以很简单的测定被测对象身体各个部位的细胞成分，来检查对象内的元素成分。3）激光治疗在激光治疗的过程中，现在我们最为常用的方法就是利用激光器的凝结机。在进行手术的时候，我们通过激光手术刀的作用就可以对身体内的手术部位进行治疗，这样就可以很好的减轻血量的流失，而且后期恢复较快，没有干扰等。在视网膜、青光眼以及巩膜的手术上面红宝石激光器也非常方便，红宝石激光器不仅是全球第一台激光器，也是最早在医学治疗中使用的激光器［11］。而且由于它的工作波长是可见光范围，不宜与血红蛋白进行作用，所以在各种色素引起的病变中非常的实用。在生物医学治疗中使用越来越普及的固体激光器是Nd3+：YAG激光器，由于这一类激光器具有多种优良特性：转换的效率相当的高，超级大的激光输出功率，其中激光输出功率在单根的晶体工作时能够高达百瓦，与CO2气体激光器相比，具有更好的止血和凝固作用，因此在医学领域中经常起手术刀的作用，它的作用是在解剖血管饱满的组织时，使出血量极低。这类激光器能够输出脉冲能量相当大的激光，并且激光在水和血红蛋白中时很难被吸收，因此能够渗透到很深的组织中。由于Nd3+：YAG激光器通过倍频技术可以得到波长为532nm的绿色激光，且其穿透较浅，因而一般仅限于对较浅的血管性病变进行治疗，另外，倍频Nd升:YAG激光也可广泛应用于胃出血、血管瘤的的治疗及显微外科手术，对于由红的染料颗粒所引起的文身、文唇等人为的皮肤色素变异亦具有一定的治疗效果[⑵。如下图4.3为激光手术示意图。图4.3激光手术示意图第五章展望固体激光器具有体积小、效率高、寿命长、覆盖波段长，坚固耐用、激光加工方式多样、使用方便、输出功率大等多种优异的特点，它是以掺有少量激活离子的晶体、玻璃或陶瓷作为工作物质的激光器［13。］从于1960年发明的世界上首台固体激光器到现在的高功率的全固态激光器，固体激光技术的成长日新月异，百花齐放，为了与新环境下对应用的要求同步，固体激光器就必须朝着实用、高效以及商品化的方向转移，即朝着全固化、输出激光的脉冲和波长及其短的方向发展，并且在当前已经得到了非常好的成绩。第一，改进了增益介质。最开始的增益介质是红宝石，接下来是钕玻璃、掺钕钇铝石榴石、掺钕镓钆石榴石，而如今的新型激光材料的基质是陶瓷。第二，对于泵浦的光源我们已经改良了很多。泵浦源从之前的闪光、弧光灯变化到现在的LD泵浦，获得的输出功率变得越来越大。第三，对于增益介质的构造也有较大的改善，由原来传统的棒、板条式的构造更新为现在的盘片、光纤式的构造。如今，虽然固体激光器已经获得了很多令人仰慕的成绩，但是很多技术还是不够成熟，可靠性还有待科研人员的进一步加强。目前激光器市场前景最广阔的发展方向是使器件的体积愈来愈小、器件的重量愈来愈轻、效率愈来愈高、光束质量愈来愈好、可靠性愈来愈高、寿命愈来愈长、运转愈来愈敏捷的全固态激光器。全固态激光器的应用扩展到了各个领