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Er: YAG 激光采血装置的研制

导读: 2.94μmEr:YAG这一新波段的激光器品种,具有独特的优势,在生物医疗方面有着诱人的前景。

  无接触、无感染的检验治疗是当今医学研究领域中最重要的课题之一。波长为2.94μm的Er:YAG激光,正好位于水的吸收峰(3μm)附近,能够被水分子含量较高的生物组织细胞强烈地吸收,在生物医学上有着广泛的应用前景。由于Er:YAG激光具有不能使血液凝固的特殊生物效应,同时激光本身具有高能抑菌作用,因而用Er:YAG激光替代柳叶刀为病人进行无接触采血,能够完全避免感染HIV或乙肝病毒,且对人体的机械损伤和热损伤都比较小,伤口愈合快。因此,研制Er:YAG激光采血装置是采血方法的一场革命,也是医学发展的新潮流。

  1、2.94μm的Er:YAG激光之特点

  Er:YAG晶体的能级结构丰富,能够发射1.646μm和2.94μm两种不同波长的激光。2.94μm激光是4能级系统,由能级跃迁产生,激光上能级寿命约在50~100μs之间,而下能级寿命约在4~6ms之间。Er:YAG激光晶体出现了上能级寿命比下能级寿命短得的现象,这个现象称自终态现象。在该情况下,激光器的粒子数反转很难形成,也难以形成CW运转,激光器工作的基本条件是激光上能级的激励速度必须比下能级占满的速度更大。

  2.94μm的Er:YAG激光与生物组织的作用以光致发热作用为主,具有以下几个特点。

  a、能被生物组织当中的水分子极为强烈地吸收,如表1、图1所示。

  从图1中可以看出,水的吸收率α与波长λ的关系在3.0μm时有一最大吸收峰,2.94μm的Er:YAG激光非常接近3.0μm的吸收峰,能够被水分子强烈地吸收。通过表1比较可知,水对2.94μmEr:YAG激光的吸收比对2.10μmHo:YAG激光的吸收要大两百多倍,而比波长为1.06μm的Nd:YAG激光的吸收要大1万多倍!2.94μm的Er:YAG激光器是极易为生物组织吸收的激光器品种,利用它可以进行极为精确的切割和软组织切除手术。

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