閃光燈泵脈沖染料激光基本簡介

閃光燈泵脈沖染料激光(flashlamp pumped pulsed dye laser，F(xiàn)PDL)是基于選擇性光熱作用理論設計出來的最早的血管類激光，臨床使用療效顯著，不良反應小，已成為治療血管性疾病的首選激光。早期使用的FPDL波長為585 nm，脈寬為0.45 ms，短于中小血管的熱馳豫時間，對周圍組織損傷小。但進一步研究發(fā)現(xiàn)，光能集中在0.45 ms的時間段發(fā)射會形成較高的能量峰值。治療過程中容易造成血管的破裂。因此，所有經過FPDL治療的患者都會出現(xiàn)紫癜。另外，破裂處的血管壁可以被周圍增生的血管內皮細胞修復，使血管再通。適當延長激光的脈寬則可以緩和加熱不同管徑的血管，使血管凝固萎縮。因此，到20世紀90年代后期，F(xiàn)PDL的脈寬到1.5ms以上，使手術后紫癜的發(fā)生率大為減少，現(xiàn)在更長脈寬的FPDL已經投人臨床使用。另一方面，由于激光的穿透力與波長直接相關，波長越長，穿透力越深。因此，為了獲得較強的穿透力，F(xiàn)PDL的波長也由原來的585 nm增加至590nm甚至595 nm。如Vbeam染料激光.波長為595 nm.脈寬為0.45~40ms可調。與以往的激光相比，這些長脈寬和長波長的FPDL既保持了對血管的特異性損傷.又具有良好的穿透力，對于較深部位的血管瘤能發(fā)揮作用，同時較長的脈寬能緩和熱凝固各種管徑的血管，減少不良反應的發(fā)生。FPDL常見的不良反應包括紫癜和暫時性色素改變，水皰、結痂、皮膚質地改變和瘢痕偶有發(fā)生。

時域上, 超短脈沖激光產生是開展時-頻域精密控制的前提和基礎. 至今,小于 5 fs 的鎖模鈦寶石激光器已有報道,經過腔內色散啁啾補償,脈沖寬度達到光周期量級. 這樣的超短脈沖,可以廣泛應用于研究高功率脈沖情況下的各種非線性現(xiàn)象.然而, 由于受本身結構和成本的制約,超短脈沖固體激光器大多用于科學研究. 自 1960 年 實現(xiàn)將鉺,釹,銩等稀土離子摻進玻璃中后,光纖激光器的研制就成為了可能.不久 以后,釹離子成功的被摻雜到了光纖波導的芯徑中.由于釹離子作為激光增益介質具 有很高的效率,所以,早期的光纖激光器都是以釹離子為基礎,工作波長為 1064 nm. 直到 1980 年,鉺離子摻雜技術的成熟,基于摻鉺離子的光纖激光器越來越受到人們的 關注.最主要的原因就是摻鉺光纖激光的工作波長在 1550 nm 附近,正好對應于單模 光纖的最小損耗波段,非常適用于光纖通信系統(tǒng).之后,其它波段的摻稀土離子,例 如摻鈥,摻銩,摻鐿,摻鐠的光纖同樣研制成功,將光纖激光器的輸出波長擴展到其 它波段.近幾年來,得益于半導體泵浦激光器和光纖高摻雜技術的發(fā)展,基于摻稀土 離子的超短脈沖光纖激光器越來越受到人們的重視.光纖激光器由于其在結構,成本 上的優(yōu)勢,已經在科學研究和工業(yè)生產中得到了廣泛的應用.目前為止,報道的最窄 的光纖激光器的脈沖寬度為 28 fs. 相對于傳統(tǒng)的固體激光器,光纖激光器具有不可比擬的優(yōu)勢.光纖激光器摻雜技 術簡單,激光傳輸損耗低,與泵浦光耦合效率高.光纖激光器采用光纖作為傳輸介質, 可以與其它光纖器件兼容,減少了激光器所占的空間.而且光器件之間采取直接熔接 的方式,相對于固體激光器而言無需復雜的光路調整系統(tǒng).由于光通信器件的成熟, 激光器成本也可以大大降低.一般單模光纖的芯徑為 8 μm, 所以光在芯徑內傳播時的 功率密度通常很高,非線性作用很強,非常適合用于產生鎖模振蕩器.

1、出流連續(xù)、流量大而無汽蝕危險

泵的出流是一連續(xù)的單向速度波。在一定條件下,波峰和波谷可以十分接近,即其出流平均速度可以十分接近最高瞬時流速。因此其出流是連續(xù)而相當平穩(wěn)的。不像葉片泵那樣泵內存在高達20一30m/s以上的速度區(qū),也不像活塞泵那樣,泵的最高瞬時速度為平均流速的3倍以上。因此，可以達到比較大的比流量(平均流速)而無汽蝕危險。

2、結構簡單,金屬耗量低

泵體就是輸水管路。當輸人脈沖波作用力峰值恒定的"定值波"時(如各種壓力的氣脈沖波),泵是利用每循環(huán)中的"剩余水頭"在多次循環(huán)中積累能量,逐漸提高流速的。它以較低的脈沖作用力獲得較大的流量;對管壁強度要求較低。

3、效率高

泵本身就是輸水管,其泵效率相當于其它類型泵裝置效率(泵效率x管路效率)。泵內流動狀態(tài)為簡單的直線運動,瞬時最高流速接近平均流速,這些因素泵有可能獲得比其它類型泵更高的效率。

4、脈沖泵是介于葉片泵與活塞泵之間、而兼有兩者優(yōu)點的泵

泵的特性曲線屬于葉片式泵一類液力式機械的"軟特性",而與往復泵等容積式液壓機械的"硬特性"截然不同。這表明,它是脈沖波的作用引起液柱動能變化來進行泵水的。它出流連續(xù)、流量大具備有葉片式泵的主要優(yōu)點。但它又沒有葉輪,和由高速旋轉葉輪帶來的弊病。泵內液體流動狀態(tài)及結構形式又類似活塞泵等往復泵 。