RU2176840C2 - Устройство для лазерной абляции материалов (варианты) - Google Patents

Устройство для лазерной абляции материалов (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2176840C2
RU2176840C2 RU97108485/28A RU97108485A RU2176840C2 RU 2176840 C2 RU2176840 C2 RU 2176840C2 RU 97108485/28 A RU97108485/28 A RU 97108485/28A RU 97108485 A RU97108485 A RU 97108485A RU 2176840 C2 RU2176840 C2 RU 2176840C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
active element
radiation
converter
pump
Prior art date
Application number
RU97108485/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97108485A (ru
Inventor
В.Ю. Егоров
А.Ф. Корнев
И.А. Миронов
А.А. Никитичев
Г.Т. Петровский
В.П. Покровский
В.М. Рейтеров
В.А. Сандуленко
Л.Н. Сомс
В.К. Ступников
А.М. Ткачук
Ханс-Иохим Поль
Рудольф Штайнер
Original Assignee
Государственное предприятие "Всероссийский научный центр "Государственный оптический институт им.С.И.Вавилова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное предприятие "Всероссийский научный центр "Государственный оптический институт им.С.И.Вавилова" filed Critical Государственное предприятие "Всероссийский научный центр "Государственный оптический институт им.С.И.Вавилова"
Priority to RU97108485/28A priority Critical patent/RU2176840C2/ru
Priority to PCT/RU1998/000059 priority patent/WO1998039821A2/ru
Publication of RU97108485A publication Critical patent/RU97108485A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2176840C2 publication Critical patent/RU2176840C2/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B18/22—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/24—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for use in the oral cavity, larynx, bronchial passages or nose; Tongue scrapers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B18/203—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser applying laser energy to the outside of the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00315—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
    • A61B2018/00452—Skin

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области лазерной техники и более конкретно - к лазерным медицинским инструментам для стоматологических, дерматологических, оторинологических применений, в том числе с использованием эндоскопов. Устройство состоит из первой ступени - лазера накачки, излучение которого, лежащее в диапазоне 0,93-1,15 мкм, по гибкому световоду поступает на вторую ступень - лазер-конвертер, излучающий в диапазоне 3±0,2 мкм. Заявляются варианты устройства, отличающиеся между собой составами кристаллов лазера-конвертера - смешанные фториды гольмия Но, соактивированные ионами празеодима Pr, иттербия Yb или иттрия Y. Торец активного элемента трехмикронного лазера выполнен сферическим. Техническим результатом является повышение коэффициента полезного действия лазера, увеличение энергии импульсов и мощности лазера. 4 с. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к области лазерной техники и предназначено, в частности, для изготовления медицинских инструментов, используемых для стоматологических, дерматологических, оторинологических операций, в том числе с использованием эндоскопов.
Варианты изобретения являются решением одной и той же задачи принципиально одним и тем же путем с получением общего технического результата.
Известно, что для эффективной и не приводящей к нежелательным побочным эффектам обработки материалов, содержащих соединения воды или включающих OH-группу, целесообразно применение импульсного излучения, лежащего в диапазоне длин волн, эффективно поглощающихся указанными соединениями. Соответствующими областями применений являются медицинские (стоматология [1-3], дерматология [4] , оторинология, эндоскопическая лазерная терапия [5,6], офтальмология [7], аналогичные области ветеринарии, а также обработка некоторых органических и неорганических материалов [8].
Возможна обработка материалов, содержащих OH-группы, с использованием лазеров, излучающих в областях ультрафиолетового (УФ) и среднего инфракрасного (длина волны ~ 10 мкм) диапазонов. Однако медицинское применение УФ-излучения имеет противопоказания из-за возможности вызванных им нежелательных мутаций в клетках организма [6], а применение излучения в области 10 мкм осложняется отсутствием в настоящее время гибких световодов для доставки лазерного излучения к обрабатываемому объекту.
Следующей возможностью обработки таких материалов является использование лазеров, излучающих в диапазоне 2.9-3.1 мкм, что соответствует максимуму поглощения указанных соединений. Доставка указанного излучения к месту операции посредством гибкого световода в настоящее время возможна с использованием волокон из фторцирконатных (F-Zr) или халькогенидных (As-Se) материалов, а также с использованием полых светопроводящих волокон. Однако эти волокна не обладают достаточной гибкостью, потери в полых световодах слишком велики, долговечность фторцирконатных и халькогенидных волокон мала из-за склонности материала к рекристаллизации, а введение внутрь организма материалов, содержащих мышьяк (халькогенидные волокна) или фтор, встречает возражения из-за медицинских противопоказаний. Помимо этих недостатков, при подведении излучения к объекту посредством волокна затруднена его дальнейшая фокусировка из-за большой величины расходимости излучения на выходе волокна, связанного с большой числовой апертурой последнего, требуемой для передачи лазерной энергии, достаточной для обработки материалов.
Известны технические решения [9-10] - двухступенчатые лазерные системы, в которых излучение лазера первой ступени - лазера накачки передается посредством гибкого световода к лазеру второй ступени - лазеру-конвертеру, излучающему в рабочем диапазоне длин волн. При этом излучение лазера накачки может быть выбрано в области прозрачности волокна, обладающего необходимыми механическими и оптическими свойствами, а также долговечностью (к таким волокнам относятся, в первую очередь, кварцевые волокна), а лазер-конвертер должен быть выполнен настолько миниатюрным, чтобы обеспечить удобство работы.
Первостепенную важность при таком решении приобретает коэффициент полезного действия лазерной системы, определяемый произведением КПД первой ступени (лазера накачки) на КПД второй ступени (лазера-конвертера).
Важными параметрами для рассматриваемых применений являются также энергия E и мощность P излучения лазера-конвертера. Для рассматриваемых применений эти характеристики должны находиться в пределах E=(0.025 - 0.5) Дж, P= (1-5) Вт, причем нижние границы соответствуют эндоскопическим применениям, а верхние - применению таких лазеров в стоматологии.
В известном решении [10], являющемся прототипом настоящего изобретения, предлагается использовать в качестве материала второй ступени лазерной системы - рабочего лазера, размещенного в операционном манипуляторе - кристаллы эрбий-иттриево-алюминиевого граната (Y3Al5O12:Er), и иттербий-эрбий-иттриево-алюминиевого граната (Y3Al5O12:Er,Yb).
К недостаткам прототипа следует отнести малый коэффициент полезного действия: для кристаллов эрбий-иттриево-алюминиевого граната (Y3Al5O12:Er) отсутствуют эффективные твердотельные лазеры (такие как, например, лазеры на неодимсодержащих YAG, YAlO3, YLF), излучающие на длинах волн, эффективно поглощаемых ионами эрбия Er. Лазерная накачка таких кристаллов возможна с использованием перестраиваемых лазеров на основе Ti-Al2O3. При такой накачке возможно получение значений энергии, соответствующих верхним границам требуемого диапазона, однако КПД таких лазеров не превосходит 0.1%. Возможна также накачка с использованием лазерных диодов; в этом случае имеются ограничения по мощности накачки. Так, в работе [11] максимальная мощность излучения при накачке лазером на основе Ti-Al2O3 составила лишь 143 мВт, а при накачке лазерными диодами - 171 мВт. Таким образом, вторым недостатком прототипа является ограничение достижимой выходной мощности.
Задачей настоящей группы изобретений является повышение КПД устройства для лазерной абляции материалов, и увеличение энергии импульсов и средней мощности излучения в диапазоне 2.9-3.1 мкм.
Поставленная задача решается следующим образом:
в качестве материала активного элемента лазера-конвертера (второй ступени) предлагается использовать один из кристаллов многокомпонентных фторидов I, II и III групп Периодической системы, а именно: щелочных (калий К, литий Li, натрий Na), щелочноземельных (барий Ba) металлов, лантаноидов (гольмия Ho, празеодима Pr, иттербия Yb) и иттрия Y, синтезированных в соответствии с принципами, изложенными ниже,
в качестве источников накачки (первой ступени) предлагается использовать лазеры, излучающие в диапазоне длин волн, имеющих хорошее поглощение в материале первой ступени, и обладающие высокими КПД, энергией и мощностью.
Объединение данных материалов в группу с единым изобретательским замыслом продиктовано общим принципом решения проблемы, заключающимся в подборе кристаллической матрицы, в которой каждый из компонентов выполняет свою определенную роль. В частности:
поглощение излучения лазеров накачки, генерирующих в диапазоне 1.08-1.15 мкм, и генерация излучения на требуемой длине волны осуществляется ионами гольмия Ho,
дезактивация нижнего рабочего уровня генерирующих ионов гольмия Ho, приводящая к увеличению КПД лазера, осуществляется ионами празеодима Pr,
ионы иттрия Y служат для изоморфного замещения ионов гольмия Ho: введение их в состав кристалла позволяет оптимизировать коэффициент поглощения излучения накачки,
ионы иттербия Yb служат для поглощения излучения эффективных лазеров накачки, генерирующих в диапазоне 0.93-1.05 мкм, длина волны излучения которых лежит вне области поглощения ионов гольмия Ho,
ионы щелочных металлов лития Li или натрия Na или щелочноземельного металла бария Ba являются компонентами матрицы кристалла.
Предлагаются следующие варианты изобретения.
1. Устройство для лазерной абляции материалов, включающее лазерный источник накачки, соединенный посредством гибкого световода с лазером-конвертером с длиной волны излучения 3±0.2 мкм, в котором, в отличие от прототипа, в качестве материала активного элемента лазера-конвертера выбран кристалл на основе многокомпонентных фторидов щелочных металлов, гольмия и празеодима следующего состава
Me(Ho1-xPrx)F4
где Me - Li или Na, при x = (0.001-0.03) ат.долей.
2. Устройство для лазерной абляции материалов, включающее лазерный источник накачки, соединенный посредством гибкого световода с лазером-конвертером с длиной волны излучения 3±0.2 мкм, в котором, в отличие от прототипа, в качестве материала активного элемента лазера-конвертера выбран кристалл на основе многокомпонентных фторидов бария, гольмия и празеодима следующего состава Ba(Ho1-x Prx)2F8, при x = (0.0005-0.015) ат.долей.
Эти варианты различаются используемыми в материале активного элемента ионами щелочных и щелочноземельных металлов.
В кристаллах состава Me(Ho1-x Prx)F4 и Ba(Ho1-x Prx)2F8 излучение накачки поглощается непосредственно ионами гольмия Ho и должно находиться в диапазоне 1.08-1.15 мкм, определяемом спектром поглощения данного вещества.
В этих кристаллах выбор фторидов гольмия как основы кристалла обусловлен тем, что длина волны излучения гольмия лежит в требуемой области 3,0±0,2 мкм. Наличие фторида празеодима Pr в составе кристалла уменьшает время жизни нижнего уровня
Figure 00000002
ионов гольмия Ho, что приводит к увеличению инверсной населенности для рабочего перехода
Figure 00000003
и тем самым - к увеличению КПД. Снижение концентрации празеодима Pr менее 0.001 ат. доли делает этот эффект незначительным, а увеличение ее выше 0.03 ат. долей приводит к увеличению паразитного поглощения излучения накачки и потому нецелесообразно.
В кристаллах состава Me(Ho1-x Prx)F4 и Ba(Ho1-x Prx)2F8 коэффициент поглощения составляет величину ~ 2 см-1. Это позволяет уменьшить габаритные размеры лазера-конвертера до ⌀ (0.5-1)x(4-6) мм, что необходимо и для эндоскопических применений, когда требуются малогабаритные излучатели с относительно малой выходной мощностью (например, 1 Вт).
3. Устройство для лазерной абляции материалов, включающее лазерный источник накачки, соединенный посредством гибкого световода с лазером-конвертером с длиной волны излучения 3±0.2 мкм, отличающееся тем, что в качестве материала активного элемента лазера-конвертера выбран кристалл на основе многокомпонентных фторидов щелочных металлов, гольмия, празеодима и иттербия (или иттрия) следующего состава
Me(Ho1-x-y PrxREy)F4,
где Me - Li или Na; RE - Yb или Y, при x = (0.001-0.03) ат.долей, у = (0.2-0.9) ат.долей.
4. Устройство для лазерной абляции материалов, включающее лазерный источник накачки, соединенный посредством гибкого световода с лазером-конвертером с длиной волны излучения 3±0.2 мкм, отличающееся тем, что в качестве материала активного элемента лазера-конвертера выбран кристалл на основе многокомпонентных фторидов бария, гольмия, празеодима и иттербия (или иттрия) следующего состава:
Ba(Ho1-x-y PrxREy)2F8,
где RE - Yb или Y, х = (0.0005-0.015) ат.долей, y = (0.1-0.45) ат.долей.
В этих вариантах вводятся соактиваторы иттрий Y или иттербий Yb.
Для того чтобы увеличить энергию и мощность излучения, активный элемент лазера-конвертера выполнен из кристалла состава Mea(Ho1-x-y PrxYy)Fb, в котором часть ионов гольмия изоморфно замещена ионами иттрия Y, не имеющими поглощения в области 1.08-1.15 мкм. При этом коэффициент поглощения излучения накачки имеет меньшую величину, что дает возможность увеличить длину лазера-конвертера и улучшить теплоотвод, а вместе с ним и КПД. Снижение содержания иттрия Y менее 0.2 ат. долей для варианта 3 (менее 0.1 ат. долей для варианта 4) делает это уменьшение поглощения накачки незначительным, а увеличение ее выше 0.9 ат. долей для варианта 3 (более 0.45 ат. долей для варианта 4) приводит к снижению КПД из-за уменьшения общего числа генерирующих ионов гольмия Но и потому нецелесообразно.
В кристаллах составов Me(Ho1-x-yPrxYby)F4 часть ионов гольмия изоморфно замещена ионами иттербия Yb, имеющими поглощение в области 0.93-1.05 мкм, в которой лежат длины волн излучения нескольких эффективных лазеров - источников накачки. Поглощенная ионами иттербия Yb энергия излучения накачки передается к ионам гольмия Но. При этом КПД двухступенчатой лазерной системы повышается благодаря тому, что лазер первой ступени (лазер накачки) обладает повышенным КПД. Снижение концентрации иттербия Yb менее 0.2 ат. долей для варианта 3 (менее 0.1 ат. долей для варианта 4) приводит к уменьшению поглощения накачки, а увеличение ее выше 0.9 ат. долей для варианта 3 (более 0.45 ат. долей для варианта 4) приводит к снижению КПД, связанному с уменьшением инверсионной населенности из-за нарастания апконверсии с верхнего рабочего уровня
Figure 00000004
ионов гольмия Ho и потому нецелесообразно.
Во всех вариантах изобретения для получения лучшего технического результата - повышения КПД, целесообразно активный элемент лазера-конвертера выполнить в виде стержня, у которого торец, обращенный к гибкому световоду, выполнен со сферической поверхностью с радиусом кривизны 0.3-1.5 м, а другой, выходной, плоским, при этом зеркала нанесены непосредственно на торцы активного элемента и соответственно образуют оптический резонатор для излучения в области спектра 3±0.2 мкм. Зеркало, нанесенное на сферический торец, выполнено высоко отражающим для излучения в области спектра 3±2 мкм и пропускающим для излучения в области спектра лазера накачки, а зеркало, нанесенное на плоский торец, выполнено частично пропускающим для излучения в области спектра 3±0.2 мкм и высоко отражающим для излучения в области спектра излучения лазера накачки.
В данном техническом решении обеспечивается максимальная простота конструкции рабочего лазера, размещенного в операционном манипуляторе, а КПД лазера дополнительно повышается путем устранения паразитных потерь, связанных с поглощением излучения диапазона 3±0.2 мкм в материале подложек зеркал. Выполнение одного из торцов лазерного активного элемента сферическим приводит к повышению устойчивости лазера к разъюстировкам в процессе сборки и эксплуатации, и тем самым - к повышению КПД.
Совместно с лазерами-конвертерами на основе кристаллов составов Me(Но1-xPrx)F4, Ba(Ho1-x-yPrx)2F8, Me(Ho1-x-yPrxYy)F4, Ba(Ho1-x-yPrxYy)2F8 целесообразно использовать лазеры первой ступени (лазеры накачки), наиболее эффективно генерирующие в диапазоне длин волн 1.08-1.15 мкм.
Одним из таких является лазер накачки, активный элемент которого выполнен из кристалла Y3Al5O12:Nd, излучающего на длине волны 1.12 мкм.
Другим техническим решением является лазер накачки, активный элемент которого выполнен из кристалла YAlO3:Nd, излучающего на длине волны 1.08 мкм.
Другим техническим решением является лазер накачки в виде полупроводникового лазерного диода (набор лазерных диодов), излучающего в диапазоне длин волн 1.1-1.15 мкм.
Совместно с лазерами-конвертерами на основе кристаллов составов Me(Ho1-x-yPrxYby)F4 и Ba(Ho1-x-yPrxYby)2F8 целесообразно использовать лазеры первой ступени (лазеры накачки), наиболее эффективно генерирующие в диапазоне длин волн 0.93-1.05 мкм.
Одним из таких является лазер накачки, активный элемент которого выполнен из кристалла YLiF4:Nd, излучающего на длине волны 1.047 мкм.
Другим техническим решением является лазер накачки в виде полупроводникового лазерного диода (набора лазерных диодов), излучающего в диапазоне длин волн 0.93-0.98 мкм.
На чертеже представлена схема устройства, где: лазер накачки 1 соединен посредством гибкого световода 2 с лазером-конвертером 3, в котором позициями 4 и 5 обозначены торцы активного элемента 6. Торец 4, обращенный к гибкому световоду 2, выполнен со сферической формой поверхности.
Работа устройства при использовании различных вариантов изготовления активных элементов принципиально не отличается. Лазер накачки 1 генерирует излучение, которое передается по гибкому световоду 2 в лазер-конвертер 3. Гибкий световод 2, как правило, выполняется из кварцевого волокна, обладающего хорошим пропусканием в диапазоне 0.93-1.15 мкм, в котором, в соответствии с предложенной формулой изобретения, выбрана длина волны излучения лазера накачки. В случае использования набора лазерных диодов гибкий световод 3 может быть выполнен в виде жгута волокон. В резонаторе лазера-конвертера предпочтительно использовать по крайней мере одно из зеркал со сферической формой поверхности. На чертеже сферическим выполнен торец 4 активного элемента 6, на который нанесено одно из зеркал, образующих оптический резонатор для излучения в области спектра 3±0.2 мкм; другое зеркало (выходное) нанесено на второй торец 3 активного элемента 6.
Результаты измерений КПД предпочтительного исполнения лазерного устройства для абляции материалов, изготовленного в соответствии с формулой изобретения, приведены в таблице.
Таким образом, изложенные сведения показывают, что заявленная группа изобретений по совокупности существенных признаков не имеет аналогов, что соответствует критерию "новизна", не совпадает по существенным отличиям с известными техническими решениями, что подтверждает изобретательский уровень предложенного решения, а также может быть реализовано, в соответствии с изложенными примерами, т.е. соответствует критерию "промышленная применимость".
Литература
1. Hibst R. , Keller U. Experimental studies of the application of the Er:YAG laser on dental hard substances: I. Measurement of the ablation rate. "Lasers in Surgery and Medicine", 1989, 9, 338-339.
2. Keller U.,Hibst R. Experimental studies of the application of the Er: YAG laser on dental hard substances; II. Light microscopic and SEM investigation. "Lasers in Surgery and Medicine", 1989, 9, 345-351.
3. Der KaVo K'E'Y' Laser. 1992 (advertising brochure).
4. Hibst R., et al. Studien zur dermatologischen Anwendungen von Lasern als alternative zur mechanishen Dermabrasion, ILM Institute fuer Lasermedizin, ULM (1993).
5. Ahmed W.H., Bittl J.A. Eximer lasr coronary angioplasty, J.Cardiol. Clin., 1994 Nov. 12(4) p.585-593.
6. Baumbach A. et al. Acute complications of eximer laser coronary angioplasty, a multicenter study, Am.Coll.Cardiol. 1994, May 23(6) p. 1305-1313.
7. Conference Lasers in Ophtalmology, BiOS Europe'96: 7-10.96, Vienna, Austria Proceedings edited by SPIE. EUROpto series, Papers 2930-01 - 2930-36.
8. Sandulenko V. A. , Experimentell begrundete Studie zur Realisierung eines Zwestufenlasers (3μm Laserkonverter) Dez. 1992, Studie im Auftrag der VITRON Spezialwerkstoffe GmbH.
9. R. L.Byer, Diode Laser-Pumped Solid State Lasers, Science, v.239, p. 742-747, 1988.
10. Gerhard Mueller, German Patent Application N 4341108 Internat.cl. H 01s 3/23, "2-Stufen-Lasersystem fuer die Zahn-Mund-Kiefer-Chirurgie".
11. B. J. Dinerman, P. F.Moulton, 3-micron laser operation in Er-doped YSGG,GGG, and YAG, - Optics Letters, v.19, #5, p. 1143-1145 (1994).

Claims (12)

1. Устройство для лазерной абляции материалов, включающее лазерный источник накачки, соединенный посредством гибкого световода с лазером-конвертером с длиной волны излучения 3±0,2 мкм, отличающееся тем, что в качестве материала активного элемента лазера-конвертера выбран кристалл на основе многокомпонентных фторидов щелочных металлов, гольмия и празеодима следующего состава: Me(Но1-хPrx)F4, где Ме - литий Li или Na, при х=(0,001-0,03) ат. долей.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обращенный к гибкому световоду торец активного элемента лазера-конвертера выполнен со сферической поверхностью с радиусом кривизны 0,3-1,5 м, а зеркала, образующие оптический резонатор для излучения в области спектра 3±0,2 мкм, нанесены непосредственно на торцы активного элемента.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве лазера накачки использован твердотельный лазер или лазерный диод с длиной волны излучения, лежащей в диапазоне 0,93-1,15 мкм.
4. Устройство для лазерной абляции материалов, включающее лазерный источник накачки, соединенный посредством гибкого световода с лазером-конвертером с длиной волны излучения 3±0,2 мкм, отличающееся тем, что в качестве материала активного элемента лазера-конвертера выбран кристалл на основе многокомпонентных фторидов бария, гольмия и празеодима следующего состава: Ва(Но1-хPrх)2F8, при х=(0,0005-0,015) ат. долей.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что обращенный к гибкому световоду торец активного элемента лазера-конвертера выполнен со сферической поверхностью с радиусом кривизны 0,3-1,5 м, а зеркала, образующие оптический резонатор для излучения в области спектра 3±0,2 мкм, нанесены непосредственно на торцы активного элемента.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что в качестве лазера накачки использован твердотельный лазер или лазерный диод с длиной волны излучения, лежащей в диапазоне 0,93-1,15 мкм.
7. Устройство для лазерной абляции материалов, включающее лазерный источник накачки, соединенный посредством гибкого световода с лазером-конвертером с длиной волны излучения 3±0,2 мкм, отличающееся тем, что в качестве материала активного элемента лазера-конвертера выбран кристалл на основе многокомпонентных фторидов щелочных металлов, гольмия, празеодима и иттербия (или иттрия) следующего состава: Ме(Но1-х-уPrxREу)F4, где Ме - Li или Na; RE - Yb или Y, х=(0,001-0,03) ат. долей, у=(0,2-0,9) ат. долей.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что обращенный к гибкому световоду торец активного элемента лазера-конвертера выполнен со сферической поверхностью с радиусом кривизны 0,3-1,5 м, а зеркала, образующие оптический резонатор для излучения в области спектра 3±0,2 мкм, нанесены непосредственно на торцы активного элемента.
9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что в качестве лазера накачки использован твердотельный лазер или лазерный диод с длиной волны излучения, лежащей в диапазоне 0,93-1,15 мкм.
10. Устройство для лазерной абляции материалов, включающее лазерный источник накачки, соединенный посредством гибкого световода с лазером-конвертером с длиной волны излучения 3±0,2 мкм, отличающееся тем, что в качестве материала активного элемента лазера-конвертера выбран кристалл на основе многокомпонентных фторидов бария, гольмия, празеодима и иттербия (или иттрия) следующего состава: Ва(Но1-х-уPrxREу)2F8, где RE - Yb или Y, х=(0,0005-0,015) ат. долей, у=(0,1-0,45) ат. долей.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что обращенный к гибкому световоду торец активного элемента лазера-конвертера выполнен со сферической поверхностью с радиусом кривизны 0,3-1,5 м, а зеркала, образующие оптический резонатор для излучения в области спектра 3±0,2 мкм, нанесены непосредственно на торцы активного элемента.
12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что в качестве лазера накачки использован твердотельный лазер или лазерный диод с длиной волны излучения, лежащей в диапазоне 0,93-1,15 мкм.
RU97108485/28A 1997-03-07 1997-05-26 Устройство для лазерной абляции материалов (варианты) RU2176840C2 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97108485/28A RU2176840C2 (ru) 1997-05-26 1997-05-26 Устройство для лазерной абляции материалов (варианты)
PCT/RU1998/000059 WO1998039821A2 (fr) 1997-03-07 1998-03-02 Dispositif d'ablation au laser de materiaux (variantes)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97108485/28A RU2176840C2 (ru) 1997-05-26 1997-05-26 Устройство для лазерной абляции материалов (варианты)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97108485A RU97108485A (ru) 1999-05-10
RU2176840C2 true RU2176840C2 (ru) 2001-12-10

Family

ID=20193261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97108485/28A RU2176840C2 (ru) 1997-03-07 1997-05-26 Устройство для лазерной абляции материалов (варианты)

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2176840C2 (ru)
WO (1) WO1998039821A2 (ru)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2497249C1 (ru) * 2012-04-18 2013-10-27 Вадим Вениаминович КИЙКО Твердотельный ап-конверсионный лазер
WO2014105756A1 (en) * 2012-12-31 2014-07-03 Nlight Photonics Corporation Spatially stable high brightness fiber
US8873134B2 (en) 2008-08-21 2014-10-28 Nlight Photonics Corporation Hybrid laser amplifier system including active taper
US9063289B1 (en) 2008-06-30 2015-06-23 Nlight Photonics Corporation Multimode fiber combiners
US9158070B2 (en) 2008-08-21 2015-10-13 Nlight Photonics Corporation Active tapers with reduced nonlinearity
US9285541B2 (en) 2008-08-21 2016-03-15 Nlight Photonics Corporation UV-green converting fiber laser using active tapers
US9356418B2 (en) 2012-12-31 2016-05-31 Nlight, Inc. All fiber low dynamic pointing high power LMA fiber amplifier
US9484706B1 (en) 2012-06-12 2016-11-01 Nlight, Inc. Tapered core fiber manufacturing methods
US9494738B1 (en) 2009-05-28 2016-11-15 Nlight, Inc. Single mode fiber combiners
RU213556U1 (ru) * 2021-12-21 2022-09-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Электрод для коагуляции биологических тканей

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4110702A (en) * 1976-11-24 1978-08-29 Sanders Associates, Inc. Deep red laser
GB2098790B (en) * 1981-03-04 1984-05-16 Secr Defence Material for laser device manufacture
FR2661783A1 (fr) * 1990-05-02 1991-11-08 Monerie Michel Dispositif optique, pour l'emission et l'amplification de lumiere dans la gamme 1260-1234nm, a milieu actif contenant du praseodyme.
US5251225A (en) * 1992-05-08 1993-10-05 Massachusetts Institute Of Technology Quantum-well diode laser

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9535217B1 (en) 2008-06-30 2017-01-03 Nlight, Inc. Multimode fiber combiners
US9063289B1 (en) 2008-06-30 2015-06-23 Nlight Photonics Corporation Multimode fiber combiners
US9285541B2 (en) 2008-08-21 2016-03-15 Nlight Photonics Corporation UV-green converting fiber laser using active tapers
US8873134B2 (en) 2008-08-21 2014-10-28 Nlight Photonics Corporation Hybrid laser amplifier system including active taper
US9158070B2 (en) 2008-08-21 2015-10-13 Nlight Photonics Corporation Active tapers with reduced nonlinearity
US9494738B1 (en) 2009-05-28 2016-11-15 Nlight, Inc. Single mode fiber combiners
RU2497249C1 (ru) * 2012-04-18 2013-10-27 Вадим Вениаминович КИЙКО Твердотельный ап-конверсионный лазер
US9484706B1 (en) 2012-06-12 2016-11-01 Nlight, Inc. Tapered core fiber manufacturing methods
US9815731B1 (en) 2012-06-12 2017-11-14 Nlight, Inc. Tapered core fiber manufacturing methods
US9356418B2 (en) 2012-12-31 2016-05-31 Nlight, Inc. All fiber low dynamic pointing high power LMA fiber amplifier
US9484707B2 (en) 2012-12-31 2016-11-01 Nlight, Inc. Spatially stable high brightness fiber
WO2014105756A1 (en) * 2012-12-31 2014-07-03 Nlight Photonics Corporation Spatially stable high brightness fiber
RU213556U1 (ru) * 2021-12-21 2022-09-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Электрод для коагуляции биологических тканей

Also Published As

Publication number Publication date
WO1998039821A2 (fr) 1998-09-11
WO1998039821A3 (fr) 1999-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6235017B1 (en) Device for ablation of material by means of laser radiation
US4979180A (en) Modular interchangeable laser system
US7072367B2 (en) Systems for generating high-power short-pulse laser light
Pick et al. Lasers in dentistry: Soft-tissue procedures
RU2176840C2 (ru) Устройство для лазерной абляции материалов (варианты)
AU4221689A (en) Dental laser assembly
US20050033388A1 (en) Medical laser treatment device
Rajan et al. Evolution and advancement of lasers in dentistry-A literature review
Bains et al. Lasers in periodontics: An overview
US20030187325A1 (en) Medical laser treatment module
CN102484346B (zh) 单片侧面泵浦的固态激光器及其应用
US6050991A (en) Pulsed-emission laser for use in the medical field
EP0672387A1 (de) Medizinisches Handstück
KR100508979B1 (ko) 에르븀 야그 레이저 장치
Joshi et al. Lasers: A Lightening Bolt Of Zeus In Periodontology
WO2008072033A1 (en) A surgical apparatus and a method for treating biological hard tissues, particularly for dental surgery, based on a fibre laser
Sinha et al. Lasers in Pediatric Dentistry: A Review Article.
CN219185055U (zh) 一种对人体安全的可调谐紫外激光消毒装置
CN100400010C (zh) 1.444μm Nd:YAG激光医疗机
RU2211715C2 (ru) Ультрафиолетовая лазерная установка для лечения заболеваний, сопровождающихся гнойными процессами
Olivi et al. Physics of laser
Eshghi et al. An Investigation of Clinical Laser Applications in Dentistry; a Review and Outlook
Parihar Contemporary Laser Dentistry
Vijayaraj et al. A review on use of lasers in periodontics
Imam LASER: One Step towards Future

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070527