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医用Cr~(4+):YAG被动调Q倍频Nd:YAG长脉冲激光器的研究

田永盛  
【摘要】:皮肤血管类疾病虽然不会危害人的健康,却会严重影响病人的生活质量。依 照“选择性光热解”理论,倍频Nd:YAG激光是治疗鲜红斑痣等血管类疾病最有 效的手段。激光医学界享有盛名的美国威尔曼医疗激光实验室负责人Rox Anderson在其 1995 年发表的论文中指出,治疗皮肤的血管类病变需要脉宽可调 的激光,而最适合治疗需要的是在 1-10 个ms范围内的可调脉宽激光[7]。根据这 一治疗理论,我们设计了一台新型的Cr4+:YAG可饱和吸收被动调Q倍频Nd:YAG 长脉冲激光器,用于对血管类疾病的治疗。围绕这一课题,重点进行了以下几个 方面的工作: 1、阐述了激光医疗皮肤类疾病的机理—选择性光热解作用以及血管类疾病对激 光能量和脉宽方面的要求,并提出了多脉冲式宽脉冲的设计方案。 2、激光器采用了Cr4+:YAG晶体进行被动调Q。首先对其可饱和吸收特性进行了 理论方面的推导与实验技术的研究,计算了其最佳初始透过率;然后运用被动调 Q速率方程,对调Q脉冲的峰值功率,脉冲能量和脉宽进行了理论计算,与实验 中所得到的数据进行了比较和分析,得到一些对本课题有用的结论。 3、设计了一种新型的开关稳流式氙灯预燃电路。本套电路通过对限流电阻的稳 压来稳定氙灯的预燃电流,即可以稳定氙灯两端的电压,又解决了长脉冲过后因 滤波电容不够大而可能出现的氙灯熄灭现象,并且体积小,效率高,对电网电压 的波动也有很好的调节作用。 4、研制了 IGBT 斩波器,它具有大电流高频脉冲开关式的特点。该斩波器包括 驱动模块 M57962L 的驱动单元,IGBT 时序控制单元、过流保护单元以及抑制过 冲电压的缓冲单元,该技术可以方便的调控激光器的输出能量和脉冲宽度。


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