准分子激光皮肤治疗仪能量稳定性研究

为了满足308 nm准分子激光皮肤治疗仪对激光输出参数,特别是激光能量稳定性的要求,首先建立了激光能量衰减模型,提出了基于激励电压补偿能量的比例积分（PI）算法,对PI算法进行了理论分析、模拟实现;其次对准分子激光器进行了实验研究,设计了高压激励电源和基于快速光电二极管的激光能量无损检测模块,实验研究了激励电压与输出能量的关系、激光器能量衰减特性以及引入PI算法后的激光器能量稳定特性;结果表明:激励电源和能量检测模块满足PI算法的调节精度和响应速度,引入PI算法后,准分子激光器输出能量在1千万个脉冲内仍能维持目标能量17.5 mJ附近,能量方差从0.2%缓慢上升至3%,满足准分子激光皮肤治疗仪的使用需求。     

眼科准分子激光实时监控能量计

利用激光感生热电电压(LITV)效应制成了激光功率/能量计,它不仅能测量和记录每个脉冲的能量值及实时施加的脉冲总能量等信息,也能记录每个入射脉冲的响应波形,实现了对激光能量的实时监控。用此功率/能量计对248 nm准分子激光器进行模拟实验。测量结果表明,在1~50 Hz重复频率下,激光器输出能量的相对标准偏差在8.6%~10.7%。在模拟屈光手术设置参数下,对193 nm准分子激光器进行测量,表明此激光器输出能量的相对标准偏差在8.3%。将这种激光功率/能量计用于激光近视眼科手术中,对提高激光的切削质量和手术质量有重要意义。     

高效率放电抽运KrF准分子激光器

248 nm放电抽运KrF准分子激光器在微电子学和医学等领域有重要的应用价值。在大多数应用中,激光器的最大输出效率和能量都是十分重要的参数。为了提高激光器输出效率和能量,实现KrF准分子激光器的稳定放电,采用新型开关电源和结构紧凑的张氏电极,并通过优化储能/放电电容比例和工作气体配比等方法,研制出了一台小型高效率放电抽运KrF准分子激光器。研究了开关电源对充放电特性的影响,以及气体配比对激光输出效率和能量的影响。该激光器的各项参数相比以往的产品有了较大改善,可重复频率为1~80 Hz,输出效率最高达2.5%,最大单脉冲输出能量380 mJ;当工作电压高于25 kV时,激光输出能量不稳定度约为1.8%。     

新型准分子激光屈光矫正治疗仪的研制

本文详细介绍了新型准分子激光屈光矫正治疗仪的研制机理。对治疗仪的光路及其软、硬件系统进行了全新设计。并制作出ArF准分子屈光矫正治疗仪。实验证明,扫描质量和系统可靠性均得到明显改善。     

准分子激光切削角膜机理及其应用

本文研究了准分子激光屈光手术的原理、切削机理、角膜切削方式的选择、准分子激光切削量与能量密度的 关系、“飞点扫描”技术。并在此基础上研制了准分子激光眼科治疗机,经过临床应用,取得了满意的手术效果。     

电激励准分子激光系统的电磁辐射和抑制

为了抑制电激励准分子激光系统产生的强电磁干扰,采用电磁辐射理论分析了准分子激光器电磁辐射机理,确定了激光器辐射干扰源主要来源于激光器的主放电回路、出光口和氢闸流管;采用近场探头分别对各关键部位不同距离电磁辐射进行了测试;结合测试结果与电磁屏蔽原理对激光器电磁辐射进行了屏蔽设计和屏蔽效能测试,针对准分子激光系统,提出了抑制电磁干扰的几种措施。结果表明,设计的屏蔽盒的屏蔽效能达到40dB;引入电磁干扰抑制措施后,准分子激光系统能稳定可靠工作。该研究满足了工程实际要求。     

市售准分子激光器

一、前言十年以来,准分子激光器经历了可谓飞速而成功的发展,成了在研究中被广泛采用的激光系统。这种系统近来也因其一些极其有趣的应用而挤进了市售激光器市场。原因有二:第一,准分子激光器是优质激光系统,制作和操作成本低,可靠性高,输出的平均功率和峰功率都很高(目前各约10~2和10~7W);第二,准分子激光器的光子能量高(如为6、4、5…eV),波长短,这使它在各种应用中是市售激光器中的佼佼者。准分子激光器在极端非热条件下可导致电离、电子激励及化学键破坏。     

高效率ArF准分子激光复合腔技术研究

短波长、高光子能量的Ar F准分子激光在集成电路光刻、材料加工、激光医学等领域具有重要的应用。结合线宽压窄技术方案设计了193 nm Ar F准分子激光器复合腔结构,理论分析了复合腔结构能量提升的原理。针对准分子激光器的长腔特性,提出了实现其复合腔窄带激光模式锁定的解决方案,并进行了实验验证。与通常插入色散元件的单窄带腔相比,锁定后的准分子激光复合腔在输出线宽基本不变的情况下能量提高了4.02倍,激光效率大幅提升,能量稳定性也大幅优化。     

准分子激光屈光矫正系统设计与实现

本文介绍了准分子激光屈光矫正系统工作原理,并对其硬件系统进行了详细的分析与设计.采用小光斑飞点扫描的切削方式,在计算机的控制下,经PMMA打板实验,准分子人眼像差矫正系统工作稳定,效果良好.     

准分子激光低抖动延时同步系统

准分子激光放大技术可将固体掺钛蓝宝石飞秒激光器通过频率转换后得到的小能量深紫外飞秒脉冲放大为大能量深紫外飞秒脉冲。为了满足准分子激光器与固体飞秒激光器之间同步工作的需要,设计了一种准分子激光低抖动延时同步系统。该系统采用现场可编程门阵列(FPGA)数字延时和可编程延时芯片延时相结合的方法,利用时间测量芯片实现对延时时间的闭环控制从而提高系统延时的稳定性,最终实现对外触发脉冲信号的精确延时。验证实验表明，该系统在1～100 Hz频率下运行稳定,输出触发脉冲信号延时范围为56 ns～2.4μs,理论延时步进为10 ps,抖动在±1 ns内,完全满足飞秒激光器与准分子激光器同步工作的需要。     

193nm准分子激光切削角膜的研究

193nm准分子激光对角膜的消融机理是眼屈光性手术如LASIK和PRK中的重点问题.首先分析两种描述193nm准分子激光对角膜的消融机理的模型:光蚀除模型和光物理模型,得出能量密度与角膜切削深度的关系.并且研究影响屈光手术效果稳定性与可预见性的因素,在此基础上优化激光的扫描算法.研究结果直接应用于准分子激光屈光矫正系统,在实际应用中取得了很好的效果.     

准分子激光屈光手术角膜消融模式

当今眼科LASIK手术成为近视眼患者摘除眼镜的最佳选择。文章论述了准分子激光消融眼球角膜的基本原理和数学模型,提出了把角膜治疗区域有目的地划分成30个或60个消融道的模式,通过MATLAB软件把理论计算曲线和实际模型曲线进行比较,得出它们的消融误差,并且成功进行了动物实验和盲眼实验,提前为角膜屈光的临床实验奠定了基础。     

准分子激光与角膜组织的相互作用及在屈光矫正中的应用

准分子激光在屈光手术中获得了迅速发展，193nm的准分子激光刻蚀角膜表面，改变角膜表面的光学结构从而矫正屈光不正，而且由于其微小的力学和热效应，不会损伤邻近组织。本文研究了激光和生物组织的相互作用，定性确定了光斑与角膜表面粗糙度关系，定量分析了193nm准分子激光高斯光束的切削量与能量密度的关系，在此基础上，给出准分子激光应用到眼科治疗机中的原理图、屈光程度与激光消融量的关系和具体算法，最后通过PMMA板的实验验证，并已应用到临床，取得了良好的效果。     

波前像差引导准分子激光角膜消融的研究及实现

波前像差引导的准分子激光角膜消融是屈光手术的新方法 ,本文研究目的用像差来引导屈光手术 ,使人眼的视力能够达到 2 0 / 10以上 ,并避免当前PRK、LASIK屈光手术前后像差增大而引起的对视觉质量的影响。分析人眼像差的概念和产生的原因 ,并用Zernike多项式表示 ,理论上定量地分析了Zernike多项式表示的波前像差与角膜切削深度的关系 ,研究了准分子激光切削角膜的机理 ,给出了准分子激光人眼像差矫正系统的原理框图 ,达到了矫正人眼像差的目的。     

193nm准分子激光及超短脉冲激光角膜切削

193nm准分子激光和费秒级超短脉冲激光因其能对角膜进行精确的切削 ,对临近组织造成的损伤很小 ,已经成为屈光手术领域研究的热点。本文首先研究 193nm准分子激光 ,费秒级超短脉冲激光对角膜的切削机理 ,建立激光脉冲参数与角膜组织切削量之间的数学模型并在此基础上对比分析两种激光切削角膜的特征及其在屈光手术领域的应用。     

高功率激光实时检测与控制系统的研究

为了提高激光功率的稳定性和控制精度,设计了一种新颖的高功率激光实时检测与控制装置。该系统由光功率采样单元和反馈控制单元两部分组成。采样单元利用尾镜的微量透射光进行激光采样,经衰减后再由探测器进行接收并对其加以处理;然后将处理信号送到反馈控制单元去自动调节放电电流,以保证输出激光功率的稳定。实验表明,该系统能够实时监控激光的输出功率,有效提高激光功率的控制精度和稳定性。在4kW轴快流CO2激光器上的实际运行结果表明,该系统可使得激光功率稳定度达到±0.1%水平。     

用光偏转技术研究铜的激光烧蚀阈值

用基于光偏转原理的三种方法(它们分别利用光声信号的能量、渡越时间及光偏转信号正峰峰值与入射激光能量密度的关系)测量了Cu的烧蚀阈值,并对这三种方法进行了比较,提出了它们各自的适用范围     

聚焦Tm激光与眼角膜热作用的研究

随着全世界老龄化的加重,老年人的生活质量越来越受到重视,而老花眼（老视）是每个人步人中年都要面对的视觉问题。激光热成型术（LTK）在矫正老视的临床中占有重要的应用前景。为了研究新型Tm激光与角膜热作用的生物学效果,采用有限元方法模拟了聚焦Tm激光各参数作用下角膜组织内温度场的分布。模拟结果表明激光有效穿透深度与激光功率密度和时间都是正向相关,而与能量密度的正向相关性较差：激光作用时间越长,角膜组织中的温度梯度越小。实验上,采用猪眼角膜为实验对象,在不同激光功率密度作用下,利用病理切片观察角膜的变化,发现功率密度在86W／cm^2至98W／cm^2,能量密度在172J／cm^2至294J／cm^2范围内,角膜组织有合适的穿透深度：350μm至425μm和明显的力学变化,能较好实现角膜中胶原的热收缩。     

准分子激光切削角膜与飞点扫描算法的研究

为提高准分子激光屈光矫正手术的精确性和安全性,建立了单纯近视和复性近视散光、单纯远视和复性远视散光的角膜切削量模型,并在此模型基础上给出了准分子激光切削角膜的叠加“飞点扫描”算法,该模型和算法用于临床指导眼屈光手术。根据术后的跟踪调查,89只眼睛(88只近视和复性近视散光眼,1只复性远视散光眼)在手术后球镜镜度、柱镜镜度减退了,裸眼视力也明显提高了,术后80.7%的眼睛裸眼视力≥0.8。调查结果表明,该模型和算法具有很高的精确性和安全性,手术效果令人满意。