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超快激光在医疗制造中的应用分析

导读: 1999年,诺贝尔化学奖被授予Ahmed Zewail教授,以表彰他在超短时间化学反应分析工作上取得的成就。

  1999年,诺贝尔化学奖被授予Ahmed Zewail教授,以表彰他在超短时间化学反应分析工作上取得的成就。在十年之内,从一种新技术发展到应用该技术且获得诺贝尔奖,这展示了超快激光器为科学领域带来的革命性变化。

  在这十年间,尽管当时的激光器未能满足各种工业对它们在性能、成本、规格和可靠性方面的要求,但是超快激光器在新工业或医疗应用中的潜力已经显而易见。

  2000年左右,采用掺镱激光材料和电信级半导体的新一代二极管泵浦超快激光器推向市场。这些紧凑型高功率、高度可靠性以及性价比高的超快激光源为快速扩展的市场拓展了工业应用。结果是,过去十年中,安装数量逐年翻番。

  如今,业界已能提供商业工业超快激光器,具有从飞秒到皮秒级的大范围脉宽,平均功率范围几十瓦,能够用于苛刻的工业和医疗环境。

  应用背景

  超快激光器在极短时间内聚集脉冲能量,形成极高功率密度。紧凑型台式超快激光器提供的功率甚至可超越核电站。由于具有如此之高的功率,其激光可以加工几乎任何类型的材料,包括传统的、很难加工的材料,例如金属、陶瓷和玻璃。
  另外,由于脉宽极小,加工期间几乎不产生多余的热量,这种无热加工的效果和质量极佳。另外,在进行微机械加工时,不会产生熔化、开裂、汽化或者其它有害散热。

  超快激光器现被用于追求高质量加工效果的工业应用,例如:

  ● 选择性融蚀,用于加工半导体、显示屏或光伏产业用的薄膜;

  ● 无应力内雕,用于制药和奢侈品行业中的防伪应用;

  ● 眼睛屈光手术,包括视力矫正和白内障手术;

  ● 微电子工业的高质量微机械加工应用;

  ● 医疗设备制造。

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