Pulsed holmium lasers application for solid bodies destruction
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2018-1-65-72Abstract
Two pulsed holmium laser and two experimental devises on their basis for crushing stones and burning bones ware done. The lasers made using fiber-optic components schemes: solid-state laser pump diode – fiber-optic ytterbium laser pump – low-power fiber optic pulsed three-level holmium laser fiber optic holmium power amplifier; solid-state laser pump diode – fiber-optic ytterbium laser pumping – fiber-optical shutter based on coil holmium-doped optical fiber and reflecting fiber Bragg gratings – fiber-optic three-level pulsed holmium laser. Fiber-optic lasers advantage is in the presence of thin, flexible fiber-optic cable, allowing carrying out energy impact on destructible objects located in remote places. The crushing stone experiments were done on objects with properties similar to those of kidney stones. The same experiments were carried out on burning of bone tissue. The results of the experiments confirmed the possibility solids states destruction by exposure of holmium laser pulsed radiation with wavelength of λ = 2050 nm. It was established that the destruction is possible due to two mechanisms of action: shock cavitations crushing the stone in liquid media and thermal burn of bone tissue by method of “light scalpel”. It was revealed that cavitations' crushing is most effective for less dense formations and the thermal burning for denser. The experimental devises can be used for medical purposes as well as for breaking and cutting of other materials.References
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
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
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.