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超快激光器应用之医疗领域
发布时间:2022-10-15 10:44

在工业上,激光按出光时间,可分为连续波、准连续、短脉冲、超短脉冲四类。

“超快激光”,是指输出激光的脉冲宽度在10-12s即皮秒级别,或小于皮秒级别的脉冲激光。

什么是脉冲宽度?就是激光发射的时间长短。

想象一下,光在如此短的时间,能跑多远?假设地球上有个人将激光笔对着月亮,大概1.3秒后,激光就会达到月球表面。当然得理想化一点,光没有散射或损耗。而对于1皮秒的时间,光也就只能走头发丝打个结的距离了

下面是时间单位换算的公式,可以看出1皮秒的时间有多短:

1 秒(s)=10-0s=1s

1 纳秒(ns)=10-9s=0.000 000 001s

1 皮秒(ps)=10-12s=0.000 000 000 001s

1 飞秒(fs)=10-15s=0.000 000 000 000 001s

工业激光器中皮秒激光器、飞秒激光器、以及科研领域比较热的阿秒激光,这些都属于超快激光的范畴。对于脉宽介于几十皮秒和1纳秒之间的激光器,行业人员不会将之称为超快激光,而是称之为亚纳秒激光器。

超快激光器根据波长不同,又可以分为红外皮秒、绿光皮秒、紫外皮秒等。

超快激光是激光领域重要的发展方向之一,作为一种新兴的技术手段,在精密微细加工方面有着显著优势。超快激光产生的超短脉冲与材料相互作用时间极短,不会给周围材料带来热影响,因此超快激光加工也被称为冷加工。这是因为,当激光脉冲宽度达到皮秒或飞秒量级,可以在很大程度上避免对分子热运动的影响,产生更少的热影响。

举个例子,当我们用钝的菜刀切松花蛋时,常常会将松花蛋切成碎末,如果选择一把刀口特别锋利,快到斩乱麻的切法,松花蛋切口平整均匀、样式美观,这便是超快的优势!天下武功,唯快不破!

超快激光器的两大核心诉求——高稳定性的超短脉冲和高脉冲能量。可以利用锁模技术获得超短脉冲,利用CPA放大技术获得高脉冲能量,其中涉及的核心部件包括振荡器、展宽器、放大器和压缩器等。

飞秒激光视力矫正,也是大家比较熟悉的激光应用之一。在众多的近视矫正术中,全飞秒激光手术已经成为主流治疗近视眼的方法,与传统的准分子激光手术相比,全飞秒激光手术具有手术准确度高、无明显疼痛感、术后视觉效果好等优势。由于心脏支架壁管极薄,通常采用激光加工代替常规的机械切割。但是,使用普通激光通过烧蚀融化来加工,这样加工的心脏支架存在毛刺多、切槽宽度不统一、表面烧蚀严重、筋宽不均匀等一系列问题。近年来,国外企业已经开始采用飞秒激光进行支架切割。


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