摘要：现在，高功率光纤激光器在工业和通信领域的应用特别引起公众的注意，但低功率光纤激光器在外科手术、成像和美容领域的应用也为时不远了。 近年来，在光子学领域，光纤激光器已经变成最热门的话题之一了,该技术在坚固和可靠性方面进展特别快。但是，我们读到或听到的都与它们在工业和通信领域的应用有关，输出功率一般都在1-2千瓦水平。然而,一些研究小组和商业团体正在探索低功率光纤激光器在医学领域的应用，如光学相干拓扑(OCT)、显微外科和皮肤再生等。事实上，他们预计：在医学领域，光纤激光器将会逐渐代替很多现有光源,因为它们成本低、便于使用、传送的能量范围很宽(脉冲和连续运转均可)，以及很适合在手术和诊断成像方面应用。
澳大利亚悉尼大学光纤技术中心(OFTC)的Stuart Jackson说：“对手术应用来说，重要的是激光器要紧凑，维修要少,效率要高。光纤激光器的高效率和好的热学特性使它们特别适合手术应用。因为它们是用二极管泵浦的,所以也很紧凑。光纤形状比体材料固体激光器优越，因为它缓解了对另外传送光纤的需求,从而降低了成本，减少了系统的复杂性”。
光纤激光器是在1963年，由Elias Snitzer发明的。到最终进入商业应用之前, 差不多经过了二十年的发展时期。早期，采用单模二极管激光器泵浦，只能辐射几十毫瓦。但它对用户仍然有着很大的吸引力，因为它们的增益很高，能使许多稀土离子实现单模连续运转，这是晶体激光器无法实现的。1990年，光纤激光器实现了到瓦级输出的飞跃，那时，报道的一台掺铒光纤激光器，输出功率高达4W1，这一发展为今天我们看到的10W和更高单模功率的光纤激光器打下了基础。 在光纤激光器中,光纤本身起着谐振腔的作用。 这些器件一般包含一个掺有铒、镱(或者是它们的组合)或稀土元素的单模纤芯。来自固体光源的能量，被耦合到光纤的包层中,然后进入纤芯，泵浦掺杂原子。在医学领域，最需要的波长有：1.3μm波段用于成像，1.5μm(水的吸收峰)-4μm波段用于手术,功率范围在几毫瓦到100W以上不等。
Jackson说：“使用CW激光器，特别是高功率CW激光器的任何生物医学应用，都可以从光纤激光器获益。由光纤激光器提供的较高效率、较宽调谐范围，和在整个输出功率范围内都具有的较好光束质量等优点，特别突出；从而使光纤激光器在医学方面的应用范围不断扩大”。 软组织手术 Jackson补充说：高功率铥光纤激光器（也许是最方便的3μm激光辐射源）的最新进展表明,这些激光器的新的医学应用即将出现。他在OFTC的小组正在发展2-4μm波段的高功率铥光纤激光器，正在探索能产生大于20W的、3μm光纤激光器，以便能作为耳鼻喉科、泌尿科、眼科和心脏科的新的手术工具。
IPG Photonics(Oxford, MA)是制造商用二极管泵浦掺镱(Yb)、铒(Er)、铥(Tm)及拉曼光纤激光器的厂商，它开始与临床医生一起在泌尿科、皮肤学和眼科，将各种类型的光纤激光器用于软组织手术。
|
