Aplikácia polovodičového lasera v lekárskej oblasti

Nov 01, 2024 Zanechajte správu

Polovodičový laser je druh lasera s polovodičovým materiálom ako ziskovým médiom, zvyčajne s prirodzenou štiepnou rovinou ako rezonátorom, ktorý sa spolieha na preskok medzi polovodičovými energetickými pásmi na vyžarovanie svetla. Preto má výhody širokého pokrytia vlnovej dĺžky, malej veľkosti, stabilnej štruktúry, silnej schopnosti proti žiareniu, rôznych režimov čerpania, vysokého výnosu, dobrej spoľahlivosti, ľahkej vysokorýchlostnej modulácie atď. Zároveň má tiež charakteristiky nízkej kvality výstupného lúča, veľkého uhla divergencie lúča, asymetrického bodu, nízkej spektrálnej čistoty a ťažkej prípravy procesu.
Požiadavky na parametre pre polovodičové lasery zahŕňajú najmä tieto aspekty:
Fotoelektrický výkon: vrátane extinkčného pomeru, dynamickej šírky čiary a ďalších parametrov, tieto parametre priamo ovplyvňujú výkon polovodičových laserov v komunikačných systémoch.
2. Štrukturálne parametre: ako je svetelná veľkosť a usporiadanie, definícia konca extrakcie, veľkosť inštalácie a veľkosť obrysu.
3. Vlnová dĺžka: Rozsah vlnových dĺžok polovodičového lasera je 650 ~ 1650 nm a presnosť je vysoká.
4. Prahový prúd (Ith) a prevádzkový prúd (lop): Tieto parametre určujú podmienky spustenia a prevádzkový stav polovodičového lasera.
5. Výkon a napätie: Meraním výkonu, napätia a prúdu polovodičového lasera počas prevádzky možno nakresliť krivky PV, PI a IV, aby ste pochopili ich pracovné charakteristiky.
Pracovný princíp
1. Podmienky zisku: Stanoví sa inverzná distribúcia nosičov náboja v laserovom médiu (aktívna oblasť). V polovodiči je energia elektrónov reprezentovaná sériou takmer nepretržitých energetických hladín. Preto musí byť počet elektrónov na spodnej časti vodivého pásma vo vysokoenergetickom stave oveľa väčší ako počet otvorov na vrchu valenčného pásma v nízkoenergetickom stave medzi dvoma oblasťami energetického pásma, aby sa dosiahla inverzia počet častíc. To sa dosiahne aplikáciou pozitívneho predpätia na homojunkciu alebo heterojunkciu a vstreknutím potrebných nosičov do aktívnej vrstvy na excitáciu elektrónov z nižšieho energetického valenčného pásma do pásu s vyššou energiou. Keď sa veľké množstvo elektrónov v reverznom stave populácie častíc rekombinuje s dierami, dochádza k stimulovanej emisii.
2. Aby sme skutočne získali koherentné stimulované žiarenie, je potrebné urobiť stimulované žiarenie v optickom rezonátore, aby získalo viacnásobnú spätnú väzbu a vytvorilo laserovú osciláciu, laserový rezonátor je tvorený prirodzeným štiepnym povrchom polovodičového kryštálu ako zrkadlo, zvyčajne na konci pokovovania svetlom na viacvrstvovom dielektrickom filme s vysokým odrazom a hladkého povrchu pokovovania na filme so zníženým odrazom. Pre polovodičový laser s dutinou Fp (Fabry-Perotova dutina) je možné dutinu FP ľahko skonštruovať použitím prirodzenej roviny štiepenia kolmej na rovinu spojenia pn kryštálu.
3. Aby sa vytvorila stabilná oscilácia, musí byť laserové médium schopné poskytnúť dostatočne veľký zisk na kompenzáciu optickej straty spôsobenej rezonátorom a straty spôsobenej výstupom lasera z povrchu dutiny a neustále zvyšovať svetelné pole v dutine. Toto musí mať dostatočne silné prúdové vstrekovanie, to znamená, že je dostatočná inverzia počtu častíc, čím vyšší je stupeň inverzie počtu častíc, tým väčší je zisk, to znamená, že požiadavka musí spĺňať určitú aktuálnu prahovú podmienku. Keď laser dosiahne prahovú hodnotu, svetlo so špecifickou vlnovou dĺžkou môže rezonovať v dutine a zosilniť ho a nakoniec vytvoriť laser a kontinuálny výstup.

Požiadavka na výkon
1. Modulačná šírka pásma a rýchlosť: polovodičové lasery a ich modulačná technológia sú veľmi dôležité v bezdrôtovej optickej komunikácii a modulačná šírka pásma a rýchlosť priamo ovplyvňujú kvalitu komunikácie. Vnútorne modulovaný laser (priamo modulovaný laser) je vhodný pre rôzne oblasti komunikácie s optickými vláknami, pretože má vysokú rýchlosť prenosu a nízku cenu.
2. Spektrálne charakteristiky a modulačné charakteristiky: Polovodičové lasery s distribuovanou spätnou väzbou (DFB) sa stali dôležitým zdrojom svetla v komunikácii optických vlákien a vesmírnej optickej komunikácii, pretože majú vynikajúce spektrálne charakteristiky a modulačné charakteristiky.
3. Náklady a hromadná výroba: Polovodičové lasery musia mať výhody nízkych nákladov a hromadnej výroby, aby vyhovovali potrebám výroby a aplikácií vo veľkom meradle.
4. Spotreba energie a spoľahlivosť: V aplikáciách ako sú dátové centrá vyžadujú polovodičové lasery nízku spotrebu energie a vysokú spoľahlivosť, aby sa zabezpečila dlhodobá stabilná prevádzka.

Aký je technický pokrok a prípady použitia polovodičových laserov v liečbe laserom?

Technický pokrok a prípady použitia polovodičových laserov v laserovej medicíne sú veľmi rozsiahle a pokrývajú mnohé oblasti, ako je klinická liečba, krása, plastická chirurgia a pod. V súčasnosti je na oficiálnej stránke Štátneho úradu pre liečivá v Číne zaregistrovaných veľa polovodičových laserových zariadení vyvinutých domácimi a zahraničnými spoločnosťami a ich indikácie zahŕňajú rôzne ochorenia. Nasleduje podrobný úvod:

info-578-266

Klinická liečba: Polovodičové lasery sú široko používané v biomedicínskom výskume a klinickej diagnostike a liečbe kvôli ich malej veľkosti, nízkej hmotnosti, dlhej životnosti a vysokej účinnosti konverzie.
Pri liečbe paradentózy generuje polovodičový laser vysokú teplotu, aby infikované baktérie splynili alebo zničili ich bunkové steny, čím sa zníži počet patogénnych baktérií, cytokínov, kinínov a matrixových metaloproteináz vo vaku, aby sa dosiahol účinok liečby parodontitídy.
Krása a plastická chirurgia:
Rozširuje sa aj aplikácia polovodičových laserov v oblasti krásy a plastickej chirurgie. S rozšírením rozsahu vlnových dĺžok a zlepšením výkonu lasera sú jeho aplikačné vyhliadky v týchto oblastiach širšie.
2. Urológia: V urológii sa v chirurgii používa technológia kombinácie 350 W modrého laserového lúča na zlepšenie presnosti a bezpečnosti operácie.
3. Ďalšie aplikácie:
Polovodičové lasery sa používajú aj v lekárskej diagnostike a biozobrazovacích odboroch, ako je prietoková cytometria, konfokálna mikroskopia, vysokovýkonné sekvenovanie génov a detekcia vírusov.
Laserová operácia. Polovodičové lasery sa používajú na excíziu mäkkých tkanív, spájanie tkanív, koaguláciu a vaporizáciu. Všeobecná chirurgia, plastická chirurgia, dermatológia, urológia, pôrodníctvo a gynekológia atď.
Laserová dynamická terapia. Fotosenzitívne látky, ktoré majú afinitu k nádoru, sa selektívne zhromažďujú v rakovinovom tkanive a prostredníctvom ožarovania polovodičovým laserom produkuje rakovinové tkanivo reaktívne formy kyslíka s cieľom spôsobiť jeho nekrózu bez poškodenia zdravého tkaniva.
Výskum prírodných vied. Na podporu bunkovej syntézy sa používali „optické pinzety“ využívajúce polovodičové lasery, ktoré sa dokážu vrhnúť na živé bunky alebo chromozómy a presunúť ich na akékoľvek miesto.

Zaslať požiadavku

whatsapp

skype

E-mailom

Vyšetrovanie