Применение импульсных гольмиевых лазеров для разрушения твердых тел
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2018-1-65-72Аннотация
Изготовлены два импульсных гольмиевых лазера, на основе которых собраны две экспериментальные установки для дробления камней и выжигания костных тканей. Лазеры выполнены с использованием волоконно-оптических компонентов по схемам: твёрдотельный лазерный диод накачки – волоконно-оптический иттербиевый лазер накачки – маломощный волоконно-оптический импульсный трёхуровневый гольмиевый лазер – волоконно-оптический гольмиевый усилитель мощности; твёрдотельный лазерный диод накачки – волоконно-оптический иттербиевый лазер накачки – волоконно-оптический затвор на основе катушки легированного гольмием оптического волокна и отражающих брэгговских решёток – волоконно-оптический импульсный трёхуровневый гольмиевый лазер. Преимуществом изготовленных волоконно-оптических лазеров является наличие тонкого гибкого волоконно-оптического кабеля позволяющего проводить энергетическое воздействие на разрушаемые объекты, расположенные в труднодоступных местах. Проведены эксперименты по дроблению камней, близких по свойствам к почечным и по выжиганию костных тканей. Результаты проведенных экспериментов подтвердили возможность разрушения твёрдых тел путём воздействия на них импульсным излучением гольмиевого лазера на длине волны λ = 2050 нм. Показано, что разрушение возможно за счёт двух механизмов воздействия: ударного кавитационного дробления камней в жидких средах и термического выжигания костных тканей методом “светового скальпеля”. Установлено, что кавитационное дробление наиболее эффективно для менее плотных образований, а термическое выжигание – для более плотных. Созданные экспериментальные установки могут быть использованы в медицинских целях, а также для разрушения и резки других материалов.Библиографические ссылки
Volkonskaya K. O. Mochekamennaia bolezn': Prichiny, simptomy i lechenie (Urolithiasis: factors, signs and treatment). Medical Journal, 2016. URL: http://www.medicalj.ru/diseases/urology/53-urolithiasis (In Russian)
Chang J., Chen K., Zhou G., Lv G., Zhu C., Wang Zh., Song F., Song H., Tian Ju., Hou W., Huang J. Water vapor absorption spectrum meas-urements and its application in concentration measurement. Proceedings SPIE, 2012, vol. 8351, 835126.
Tunc B., Gulsoy M. Tm:Fiber laser ablation with real-time temperature monitoring for minimizing collateral thermal damage: ex vivo dosimetry for ovine brain. Lasers in Surgery and Medicine, 2013, vol. 45, pp. 48–56.
Beaghier M., Poon M., Ruckle H., Stewart S. Holmium laser lithotnpsy of urinary calculi: initial experience with the 200 micron holmium laser fiber. Proceedings SPIE, 1997, vol. 2970, 275076
Hanna D. C., Percival R. M., Smart R. G. Continuous-wave oscillation of holmium-doped silica fibre laser. Electronics Letters, 1989, vol. 25, pp. 593–594.
Eljashevich M. A. Spektry redkikh zemel' (Spectra of the rare earth). Moscow: Technical and Theoretical Literature, 1953. 456 p. (In Russian)
Verdaasdonk R., Blanken J., van Heeswijk H., de Roode R., Klaessens J. High speed imaging of an Er,Cr:YSGG laser in a model of a root canal. Proceedings SPIE, 2007, vol. 6425, 64250O
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
