Примена полупроводничког ласера ​​у области медицине

Nov 01, 2024 Остави поруку

Полупроводнички ласер је врста ласера ​​са полупроводничким материјалом као медијумом појачања, обично са природном равнином цепања као резонатором, који се ослања на скок између полупроводничких енергетских појаса да емитује светлост. Због тога има предности широке таласне дужине, мале величине, стабилне структуре, јаке способности против зрачења, различитих начина пумпања, високог приноса, добре поузданости, лаке модулације великом брзином и тако даље. Истовремено, такође има карактеристике лошег квалитета излазног снопа, великог угла дивергенције снопа, асиметричне тачке, лоше спектралне чистоће и тешке припреме процеса.
Захтеви параметара за полупроводничке ласере углавном укључују следеће аспекте:
Фотоелектричне перформансе: укључујући однос екстинкције, динамичку ширину линије и друге параметре, ови параметри директно утичу на перформансе полупроводничких ласера ​​у комуникационим системима.
2. Структурни параметри: као што су светлећа величина и распоред, дефиниција краја екстракције, величина инсталације и величина обриса.
3. Таласна дужина: Опсег таласних дужина полупроводничког ласера ​​је 650 ~ 1650 нм, а тачност је висока.
4. Праг струје (Итх) и радна струја (лоп) : Ови параметри одређују услове покретања и радно стање полупроводничког ласера.
5. Снага и напон: мерењем снаге, напона и струје полупроводничког ласера ​​током рада, ПВ, ПИ и ИВ криве се могу нацртати да би се разумеле њихове радне карактеристике.
Принцип рада
1. Услови појачања: Установљена је инверзиона дистрибуција носилаца наелектрисања у медијуму ласера ​​(активном региону). У полупроводнику, енергија електрона је представљена низом скоро непрекидних енергетских нивоа. Стога, број електрона на дну проводног појаса у високоенергетском стању мора бити много већи од броја рупа на врху валентног појаса у стању ниске енергије између два региона енергетског појаса да би се постигла инверзија број честице. Ово се постиже применом позитивне пристрасности на хомоспојницу или хетероспојницу и убризгавањем потребних носача у активни слој да би се побуђивали електрони из ниже енергетске валентне траке у појас проводљивости веће енергије. Када се велики број електрона у стању популације обрнутих честица рекомбинује са рупама, долази до стимулисане емисије.
2. Да би се заправо добило кохерентно стимулисано зрачење, неопходно је да се стимулисано зрачење у оптичком резонатору добије вишеструка повратна информација и формира ласерска осцилација, ласерски резонатор се формира од природне површине цепања полупроводничког кристала као огледала, обично на крају светлосне превлаке на вишеслојном диелектричном филму високе рефлексије и глатке површине на смањеном рефлективном филму. За полупроводнички ласер са Фп шупљином (Фабри-Перот цавити), ФП шупљина се може лако конструисати коришћењем природне равни цепања која је окомита на раван пн споја кристала.
3. Да би се формирала стабилна осцилација, ласерски медијум мора бити у стању да обезбеди довољно велико појачање да надокнади оптички губитак изазван резонатором и губитак изазван ласерским излазом са површине шупљине, и стално повећава светлосно поље у шупљини. Ово мора да има довољно јаку струјну ињекцију, то јест, постоји довољно инверзије броја честица, што је већи степен инверзије броја честица, то је веће појачање, односно захтев мора да испуни одређени услов струјног прага. Када ласер достигне праг, светлост са одређеном таласном дужином може резонирати у шупљини и појачати, и коначно формирати ласер и континуирани излаз.

Захтев за перформансама
1. Модулациони опсег и брзина: полупроводнички ласери и њихова модулациона технологија су веома важни у бежичној оптичкој комуникацији, а пропусни опсег и брзина модулације директно утичу на квалитет комуникације. Интерно модулисани ласер (директно модулисани ласер) је погодан за различите области комуникације оптичким влакнима због своје велике брзине преноса и ниске цене.
2. Спектралне карактеристике и модулационе карактеристике: Полупроводнички ласери са дистрибуираном повратном спрегом (ДФБ) постали су важан извор светлости у комуникацији оптичким влакнима и свемирској оптичкој комуникацији због својих одличних спектралних карактеристика и карактеристика модулације.
3. Трошкови и масовна производња: Полупроводнички ласери треба да имају предности ниске цене и масовне производње да би задовољили потребе производње и примене великих размера.
4. Потрошња енергије и поузданост: У апликацијама као што су центри података, полупроводнички ласери захтевају ниску потрошњу енергије и високу поузданост да би се обезбедио дуготрајан стабилан рад.

Који су технички напредак и случајеви примене полупроводничких ласера ​​у ласерском медицинском третману?

Технички напредак и случајеви примене полупроводничких ласера ​​у ласерској медицини су веома опсежни, покривајући многа поља као што су клинички третман, лепота, пластична хирургија и тако даље. Тренутно, на званичном сајту Државне управе за лекове, у Кини су регистровани многи полупроводнички ласерски уређаји за третман домаћих и страних компанија, а њихове индикације укључују различите болести. Следи детаљан увод:

info-578-266

Клинички третман: Полупроводнички ласери се широко користе у биомедицинским истраживањима и клиничкој дијагнози и лечењу због своје мале величине, мале тежине, дугог века трајања и високе ефикасности конверзије.
У лечењу пародонтитиса, полупроводнички ласер генерише високу температуру како би инфициране бактерије гасификовале или уништиле њихове ћелијске зидове, чиме се смањује број патогених бактерија, цитокина, кинина и матриксних металопротеиназа у врећици, како би се постигао ефекат лечења пародонтитиса.
Лепота и пластична хирургија:
Примена полупроводничких ласера ​​у области лепоте и пластичне хирургије се такође шири. Са проширењем опсега таласних дужина и побољшањем перформанси ласера, изгледи његове примене у овим областима су шири.
2. Урологија: У урологији, комбинована технологија плавог ласерског зрака од 350 В се користи у хирургији како би се побољшала тачност и безбедност операције.
3. Остале апликације:
Полупроводнички ласери се такође користе у медицинској дијагностици и пољима биоимаџинга као што су проточна цитометрија, конфокална микроскопија, секвенцирање гена високе пропусности и детекција вируса.
Ласерска хирургија. Полупроводнички ласери су коришћени за ексцизију меких ткива, везивање ткива, коагулацију и вапоризацију. Општа хирургија, пластична хирургија, дерматологија, урологија, акушерство и гинекологија, итд., су широко усвојиле ову технологију
Ласерска динамичка терапија. Фотосензитивне супстанце које имају афинитет према тумору се селективно скупљају у ткиву рака, а зрачењем полупроводничког ласера ​​ткиво рака производи реактивне врсте кисеоника, са циљем да изазове његову некрозу без оштећења здравог ткива.
Истраживање науке о животу. "Оптичке пинцете" које користе полупроводничке ласере, које могу да ударе на живе ћелије или хромозоме и померају их на било коју локацију, коришћене су за промовисање синтезе ћелија.

Pošalji upit

whatsapp

skype

E-pošta

Istraga