1 中国科学院合肥物质科学研究院健康与医学技术研究所，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
对闪光灯泵浦的2.79 μm Er，Cr∶YSGG激光器在高重复频率下的声光调Q输出特性进行了研究。当射频驱动功率为30 W时，LiNbO3声光开关实现了最大的衍射效率和稳定的调Q特性。当重复频率为100 Hz时，实验研究了不同反射率下LiNbO3声光调Q Er，Cr∶YSGG激光器的输出特性，采用平凸谐振腔补偿增益介质中的热透镜效应，明显改善了Er，Cr∶YSGG激光器的调Q输出性能，在平凸腔中能够得到最大的脉冲能量和最短的脉冲宽度。与平平腔相比，平凸腔将激光器的输出能量提高了1.5倍。当重复频率为100 Hz时，激光系统输出的脉冲能量的最大值为4.36 mJ，脉冲宽度的最小值为76.8 ns。
激光器 固体激光器 Er，Cr∶YSGG LiNbO3声光调Q 平凸谐振腔 中国激光
2023, 50(23): 2301015
1 中国科学院合肥物质科学研究院健康与医学技术研究所，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230031
3 μm波段被动调Q激光可饱和吸收体的损伤阈值较低，在高峰值功率、高重复频率条件下非常容易出现损伤。理论分析了可饱和吸收体的初始透过率和输出镜的反射率对被动调Q激光输出脉冲宽度的影响。采用两种具有不同初始透过率的Fe2+∶ZnSe晶体进行了氙灯泵浦的Er，Cr∶YSGG激光器被动调Q实验研究。结果表明，具有低初始透过率的可饱和吸收体能够获得较低的脉冲宽度，且具有高初始透过率的可饱和吸收体能够通过提高输出镜的反射率来压缩脉冲宽度，脉冲宽度与晶体棒直径无关，实验结果与理论结果吻合。通过优化腔内布局实现了高重复频率、高峰值功率的2.794 μm被动调Q激光输出，激光器在60 Hz重复频率下分别获得了单脉冲能量4.7 mJ和7.0 mJ的调Q激光输出，脉冲宽度分别为97.0 ns和72.6 ns。研究结果为被动调Q激光器的设计提供了理论指导。
激光器 固体激光器 Er，Cr∶YSGG激光 被动调Q Fe2+∶ZnSe
1 安徽大学 物质科学与信息技术研究院，安徽 合肥 230601
2 中国科学院合肥物质科学研究院 健康与医学技术研究所，安徽 合肥 230031
3 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
采用传能光纤替代导光臂传输激光能量能够极大地改善医用手柄的灵活性、降低系统复杂程度、提高激光传输效率。设计研制了2.79 μm Er, Cr: YSGG激光器及其光纤耦合系统。分析了激光器谐振腔输出镜对输出高斯光束参数的影响，设计弯月型透镜作为激光器谐振腔输出镜减小激光光束发散角，并选择合适的耦合单透镜，满足了数值孔径为0.29、芯径为400 μm的ZBLAN玻璃光纤耦合条件。实验结果表明，在弯月型透镜作为激光输出镜，耦合透镜焦距为20 mm时，可实现激光传输耦合效率高达83%，最大传输功率6 W，满足了激光医疗仪器的临床应用需求。
Cr, Er: YSGG激光 单透镜 谐振腔 光纤 空间耦合 Cr, Er: YSGG laser single lens resonant cavity fiber space coupling 红外与激光工程
2021, 50(S2): 20210236
1 中国科学院合肥物质科学研究院健康与医学技术研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
研制了一台子脉冲序列模式Er∶YAG激光器,获得了每秒80个和100个子脉冲高能量激光输出,开展了不同脉冲宽度的子脉冲对离体牙本质的激光消融实验。实验中使用的是子脉冲序列模式激光器,其重复频率为20 Hz,脉冲包络能量为45 mJ,子脉冲宽度分别为20,30,40,50 μs,在无冷却水雾条件下分别对比了子脉冲宽度对牙本质消融量、牙髓腔温升和坑洞组织形貌的影响。结果表明:在相同的激光脉冲能量下,较窄的子脉冲宽度不仅能够增加消融量,降低牙髓腔温升,从而延长操作时间,而且可以获得更好的消融坑洞组织形貌,牙小管的开放程度较高,有利于黏接修复治疗。
激光光学 Er∶YAG 激光; 子脉冲序列模式 组织消融 牙本质
1 中国科学院 合肥物质科学研究院 医学物理与技术中心, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 医学物理与技术安徽省重点实验室, 安徽 合肥 230031
4 中国医科大学, 辽宁 沈阳 110001
MicroRNA(miRNA)与疾病的发生和发展密切相关, 可作为疾病诊断标志物。常规检测miRNA的方法耗时较长且操作复杂, 本文设计了一种便携式miRNA快速检测系统。该系统采用光电检测技术检测滚环扩增后的标志物miRNA受激发出的荧光强度, 对采集到的荧光数据进行分析, 得出miRNA的变化情况。实验得出便携式miRNA快速检测系统在试剂浓度为0.1~1 μmol时, 荧光强度线性偏倚不超过±5%, 系统重复性大于95%。通过对冠心病检测标志物miR-499进行滚环扩增实验, 结果表明设计的便携式miRNA快速检测系统能够快速有效地检测miRNA。
光电检测 荧光检测 弱光探测 滚环扩增 photoelectric detection fluorescence detection light detection miRNA miRNA rolling circle amplification
1 中国科学院合肥物质科学研究院 医学物理与技术中心, 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 合肥 230026
3 中国医科大学, 沈阳 110001
为了实现MicroRNA的快速检测, 设计了一种便携式MicroRNA快速检测仪.基于等温滚环扩增技术, 采用光电检测方法, 检测标志物受激发出的荧光光强, 建立特征荧光分析检测系统.通过改变激发光强度、MicroRNA试剂浓度等参量, 验证了该仪器可测量的MicroRNA的浓度范围为0.01~0.1 μmol, 可检测出的最低检出限为7个拷贝数, MicroRNA浓度与荧光信号强度之间为线性关系(R2=0.999 1).
生物医学工程 医用光学仪器 核酸检测 荧光 弱光探测 滚环扩增 Biomedical engineering Medical optics instrumentation Nucleic acid detection Fluorescence Light detection MicroRNA MicroRNA Rolling circle amplification
1 中国科学院合肥物质科学研究院医学物理与技术中心, 安徽 合肥230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
设计了一种双程抽运可调谐光参量振荡器(OPO)。利用1.065 μm单频脉冲光纤激光器抽运周期性畴极化掺镁铌酸锂晶体(MgO:PPLN), 采用反射式布拉格体光栅压窄振荡信号光, 将闲频光的谱宽从自由振荡时的38 nm压窄到0.42 nm, 并将振荡阈值降低至6.7 W, 从而获得了高转换效率的中红外激光输出。通过调节体光栅的角度和温度, 实现了闲频光230 GHz的调谐输出; 当闲频光输出功率为2.5 W时, 其水平方向和垂直方向的光束质量因子分别为1.8和1.9。
激光技术 中红外 光参量振荡器 窄线宽 高效率
1 中国科学院合肥物质科学研究院医学物理与技术中心, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 中国科学院合肥物质科学研究院肿瘤医院, 安徽 合肥 230031
研究了调Q Er:YAG激光消融离体牙本质过程中水雾的作用及其对消融后牙本质微结构的影响。调Q Er:YAG激光重复频率为3 Hz，脉冲宽度为62 ns，作用脉冲数为10，能量范围为4～70 mJ，水雾流量分别为0，4，9，13 mL/min时消融牙本质。每种实验条件下消融10个牙本质样品，利用扫描电镜观察消融坑洞微结构。实验结果表明，随着水雾流量的增加，调Q Er:YAG激光对人牙本质的消融阈值呈逐渐增加的趋势，牙本质所受机械损伤减小。实验结果对了解调Q Er:YAG激光消融牙硬组织的微观结构及牙科治疗应用具有参考价值。
激光技术 调Q Er:YAG激光 水雾流量 牙本质 组织消融 中国激光
2016, 43(12): 1201003
1 中国科学院合肥物质科学研究院医学物理中心医用光谱质谱研究室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
3 安徽农业大学, 安徽 合肥 230036
常温大气压下,在电子能量为0.35～0.65 eV的范围内,使用 氮气负电晕放电-电子吸附-离子迁移谱, 测量了CH2 Br2 , CH2 BrCl,CHBr3 的电子吸附速率常数,得到电子吸附速率常数的大小关系 为k(CH2 Br2 )>k(CH2 BrCl), k(CH2 Br2 )>k(CHBr3 ),并根据电子亲和势对CH2 Br2 和CH2 BrCl的 大小关系进行理论分析。首次对CHBr3 的电子吸附过程进行了定性分析,发现样品蒸汽 在迁移区通入迁移管时,溴离子会与CHBr3 分子络合成团簇离子Br-(H2 O)n (CHBr3 )m 。
光谱学 离子迁移谱 电晕放电 速率常数 spectroscopy ion mobility spectrometry corona discharge rate constant
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽 合肥 230031
2 中国科学院合肥物质科学研究院医学物理与技术中心,安徽 合肥 230031
3 中国科学技术大学 光学与光学工程系,安徽 合肥 230026
在医用激光技术领域中,对于高峰值功率激光以及中远红外波段激光,通常需要使用多关节导光臂将激光传输到患者治疗部位。光束无形变、发散角压缩是设计导光臂的基本要求。针对使用凹面反射镜对激光发散角进行压缩的方法,理论分析和数值模拟了它在压缩发散角过程中带来的圆形光斑退变为椭圆形光斑的现象以及补偿方案,并通过实验证实了补偿方案的可行性。
激光 医疗仪 多关节 导光臂 laser medical instrument multijoint guiding beam arm
