多波长激光（精选7篇）
多波长激光 篇1
摘要：在本文中, 我们介绍了一种基于光纤环镜的多波长光纤激光器。其中的光纤环镜由一个3dB保偏耦合器、一个偏振控制器和高双折射保偏光纤构成。通过适当调整光纤环镜中的偏振控制器, 可使光纤环镜成为一个偏振无关的“梳状滤波器”;由液氮冷却的掺铒光纤 (EDF) 被用作增益介质。通过调节保偏光纤的长度可以实现对输出激光波长间距的控制。
关键词：光纤激光器,光纤环镜,掺铒光纤,偏振无关
1、引言
随着波分复用 (WDM) 技术在光纤通讯中的广泛应用, 多波长光源的研制已经成为了一个新的热点。传统的利用半导体激光器的方案需要对每一个输出波长进行分别控制, 不仅成本高, 而且系统稳定性差。最近, 人们利用法布里-珀罗标准距、波分复用系统[1]和光纤环镜等手段实现了掺杂光纤中的多波长输出。在本文中我们将提出一种基于高双折射保偏光纤环镜的光纤激光器。通过用液氮冷却铒纤, 可以得到间隔为1.9nm的7个波长的激光输出。
2、实验原理
光纤环镜的原理人们已经作了充分的讨论与研究。在这里将介绍一些与我们实验密切相关的性质, 特别是光纤环镜的反射率随波长以及保偏光纤双折射率的变化情况。在由理想器件构成的光纤环镜中, 其对于某一波长的反射率是可以通过控制环镜的双折射在0~100%的范围内任意调节的。
利用琼斯矩阵理论描述光在光纤环镜中的传播, 可得到光纤环镜的反射率公式:R (λ) =0.5+0.5cos (2π△n L/λ) (针对耦合器的耦合系数是0.5的情况) , 其中△n为保偏光纤快轴与慢轴的折射率差、L为保偏光纤的长度。由公式可知反射率R是波长λ的函数。众所周知, 当掺铒光纤在976nm的半导体激光器泵浦下会产生很宽的自发辐射谱 (通常为50nm左右) , 所以能够同时得到多个波长的振荡输出。由公式形式可以得知输出谱线的线间距与保偏光纤长度和保偏光纤的双折射率成反比。
3、实验结果及分析
实验方案如下:在由液氮冷却的掺铒光纤作为增益介质的两端分别用两个光纤环镜构成谐振腔。光纤环镜的工作原理如上所述。其中一个光纤环镜由保偏光纤和偏振控制器构成, 另一个由铒纤、泵浦源、10:90宽带耦合器和光隔离器构成。宽带耦合器的作用是将10%的激光输出到光谱分析仪进行观测, 其余90%的激光继续在系统内振荡放大。由高双折保偏光纤构成的光纤环镜除起到“腔镜”作用外, 还起到“选频”的作用, 是系统的重要组成部分。光纤环内的偏振控制器 (PC) 要严格设定为π/2, 只有这样才能得到最佳的干涉效果, 形成多波长稳定输出。为了使偏振控制器 (PC) 设定严格等于π/2, 我们还设计了一套“检偏系统”以确定光通过偏振控制器 (PC) 前后偏振态相差π/2。该系统由一个1550nm光源、一个偏振控制器、保偏分束器、保偏准直镜和光功率计组成。所有器件均为慢轴定位。当调整整个系统使光功率计读数最大, 表明系统内光功率均延慢轴传播。这时接人待测偏振控制器 (PC) 并调整使的光功率计读数最小, 即可保证待测偏振控制器 (PC) 两端光偏振态相差π/2。
整个实验过程中都要保持掺铒光纤在液氮的冷却中。这是因为掺铒光纤在室温下是均匀增益介质, 其均匀增益线宽约为l Onm, 所以在室温下铒纤内部会产生强烈的模式竞争从而无法实现稳定的多波长光波振荡。图1给出了在没有加注液氮冷却情况下的输出谱线。可以看到只有两、三个波长的激光输出, 且输出功率和波长很不稳定。
在液氮的冷却下 (77K) 掺铒光纤的均匀增益线宽极大的减小, 因此可以得到稳定的多波长激光输出。图2给出了在液氮冷却下的输出谱线, 此时激光器的光纤环镜由双折射为4.16e—4的长度为3m的保偏光纤构成。由图可见7条谱线等间距分布, 两输出峰间隔1.9nm。通过用MATLAB编程进行数值模拟可知, 若要得到符合国际电信联盟规定信道宽度 (两输出峰间隔O.8nm) 的多波长激光只需将保偏光纤长度增加到7m。
4、结论
本文对由高双折射保偏光纤构成的光纤环镜的滤波原理进行了详细讨论, 并给出了其反射率表达式;提出多波长光纤激光器的实验方案;做了在有、无液氮冷却铒纤两种情况下输出谱线的对比;在有液氮冷却条件下实现了同时稳定输出间隔为1.9nm的7个波长的激光;通过数值模拟计算, 给出了要产生符合国际电信联盟规定信道宽度的多波长激光的实验参数。
参考文献
[1]IEEE Photonics Technol.Lett.:N.PARK, J.W.DAWSON, and K.J.VAHAIA, "Multiple wavelength operation of an er-bium-doped fibre laser'.1999, 4:540—541.[1]IEEE Photonics Technol.Lett.:N.PARK, J.W.DAWSON, and K.J.VAHAIA, "Multiple wavelength operation of an er-bium-doped fibre laser'.1999, 4:540—541.
多波长激光 篇2
1 资料与方法
1.1 一般资料
研究对象为我院在2014年1月至2015年12月间收治的糖尿病性黄斑水肿患者86例, 随机等分为治疗组A和治疗组B, 治疗组中男26例, 眼睛34只, 女17例, 眼睛22只, 年龄段39~81岁, 平均年龄 (49.6±7.3) 岁, 病程1~17年, 平均病程 (11.2±2.8) 年, 采取改良的ETDRS格栅样光凝法治疗;治疗组B男24例, 眼睛31只, 女19例, 眼睛26只, 年龄段40~82岁, 平均年龄 (48.9±8.1) 岁, 病程1~179年, 平均病程 (11.7±2.6) 年, 采取轻度黄斑删样光凝法治疗。两组患者在性别、年龄、病程、病情等一般资料方面比较差异无统计学意义 (P>0.05) 。
1.2 纳入及排除标准[3]
纳入标准 (1) 确诊的2型糖尿病患者; (2) 眼底荧光血管造影检查确证尚未进入增殖前期, 并且无大面积无灌注区的弥漫性的黄斑水肿患者; (3) 在治疗前从未接受过激光光凝治疗的患者; (4) 两次中心凹区OCT检查均≥250μm者; (5) 患者知晓并自愿参与此研究。
排除标准 (1) 黄斑水肿是由其他原因引起的; (2) 有针对性的黄斑水肿治疗史, 如:抗血管内皮生长因子疗法、服用糖皮质激素曲安奈德、激光光凝法等; (3) 眼部合并其他疾病的患者 (如:青光眼, 眼压超过25 mm Hg、严重白内障) ; (4) 血压及血糖水平控制效果不佳, 肝肾功能严重衰竭等全身状况较差的患者。
1.3 治疗方法
1.3.1 治疗组A
治疗组A采取改良的ETDRS格栅样光凝法, 具体如下:使用科以人多波长固体激光机Vision One, 并选用577 nm黄光, 光斑完全覆盖微血管瘤及各种原因所导致的视网膜增厚区, 光强度为0.05~0.08 s, 直径为50 um, 治疗时使得微血管瘤转变成淡灰色为止, 治疗后随访12个月。
1.3.2 治疗组B
治疗组B采取轻度黄斑删样光凝法, 具体如下:光斑均匀分布于包括增厚区和非增厚区在内的整个黄斑区域, 直径为50 um, 光强度0.05~0.08。治疗后随访12个月。
1.4 疗效评价标准[4]
视力改善评价标准:治疗前视力低于0.1的患者, 治疗后视力增加了0.02以上者视为提高, 降低了0.02以上者视为下降。其他为无变化。
疗效标准: (1) 显效:治疗后视力提高, 荧光渗漏区域及无灌注消失, 原有的新生血管消退且未新产生新血管, 微动脉瘤消失, 水肿消退; (2) 有效:微动脉瘤有少许残留, 原有的新生血管为消退完全, 水肿部分消退; (3) 无效:病情无改善且有恶化, 视力减退, 水肿加重, 产生新的血管。
1.5 统计学分析
应用软件SPSS19.0对数据进行分析, 计量资料用“±s”表示, 采用t检验;计数资料百分数 (%) 表示, 采用x2检验, 以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组患者视力比较
治疗组A及治疗组B患者经治疗后视力均有明显提高, 较治疗前比较, 差异有统计学意义 (P<0.05) , 而组间比较差异无统计学意义 (P>0.05) , 见表1。
注:与治疗前比较, ◀P<0.05。
2.2 两组患者黄斑中心凹区视网膜厚度比较
治疗组A及治疗组B患者经治疗后黄斑中心凹区视网膜厚度均明显降低, 较治疗前比较, 差异有统计学意义 (P<0.05) , 而组间比较差异无统计学意义 (P>0.05) , 见表2。
注:与治疗前比较, ◀P<0.05。
2.3 两组患者治疗有效率比较
治疗组A 56只眼经治疗后显效30只 (53.57%) , 有效23只 (41.07%) , 无效3只 (5.36%) , 治疗组B 57只眼经治疗后显效31只 (54.39%) , 有效22只 (38.60%) , 无效4只 (7.01%) , 两组患者治疗有效率比较差异无统计学意义 (P>0.05) 。
3 讨论
近年来随着糖尿病的发病率逐年升高, 而糖尿病的生存期在不断提高, 因此糖尿病性视网膜病变也在日益增多, 其中以糖尿病性黄斑水肿对视力的影响最大, 其组织病理学改变主要表现为血-视网膜内屏障由于连接处细胞破损、血管内皮完整性丧失、血管内皮细胞间出现渗漏等导致损伤[5]。有研究资料显示糖尿病患者并发黄斑水肿的概率达到10%左右, 且随着病程的延长发病率逐渐增加, 病程超过15年的糖尿病患者并发黄斑水肿几率达到了29%, 临床上主要的治疗方法为激光光凝疗法, 大量的研究结果表明早期糖尿病性黄斑水肿的患者通过激光光凝治疗可以有效消除水肿, 提高视力[6]。
临床上糖尿病性黄斑水肿的检查方法主要有眼底立体照相、间接检眼镜、眼底荧光造影等, 而前两者为定性检查, 对检查者的判断力要求较高, 而眼底荧光造影是临床上目前应用较为广泛的, 但是由于其是侵入性的检查方法, 故在随访过程中难以进行动态跟踪, 近年来随着医疗技术的不断进步和发展, 光学相干断层扫描检测技术 (OCT) 以其分辨率高、可量化、非侵入的优点在临床上广泛推广应用。临床上将OCT技术与眼底荧光造影等传统检查技术相结合, 可以定量显示视网膜的光学切面改变情况, 精确测量视网膜厚度, 通过比较治疗前后视网膜厚度的改变从而判断黄斑水肿的改善情况。
激光光凝疗法治疗糖尿病性黄斑水肿可以改善血-视网膜内屏障的功能, 改善渗出及水肿的情况, 从而阻止其进一步侵犯黄斑。本研究中选取了改良的ETDRS格栅样光凝法和轻度黄斑删样光凝法进行研究。改良的ETDRS格栅样光凝法作用较为激烈, 能量分布较为集中, 容易导致旁中心区的损伤, 轻度黄斑删样光凝法作用更加分散, 更加温和, 分布更加均匀, 作用范围遍布包括增厚区和非增厚区在内的整个黄斑视网膜区, 可加快血-视网膜屏障功能的重建, 改善氧供, 且不易造成视网膜出现热损伤, 减少对色素的损伤[7]。治疗组A及治疗组B患者经治疗后视力及视网膜厚度均有明显改善, 较治疗前差异有统计学意义 (P<0.05) , 而组间比较差异无统计学意义 (P>0.05) 。
综上所述, 改良的ETDRS格栅样光凝法和轻度黄斑删样光凝法治疗糖尿病性黄斑水肿均可以提高患者的视力, 降低黄斑区视网膜厚度, 改善患者的临床症状, 值得在临床上推广。
摘要：目的 研究分析视网膜多波长激光凝固治疗糖尿病性黄斑水肿的疗效。方法 选取我院在2014年1月至2015年12月间收治的糖尿病性黄斑水肿患者86例为研究对象, 随机等分为治疗组A和治疗组B, 治疗组A采取改良的ETDRS格栅样光凝法治疗, 治疗组B采取轻度黄斑删样光凝法治疗, 经治疗后均随访12个月, 比较两组患者的视力、黄斑中心凹区的视网膜厚度的改善情况及治疗有效率。结果 视力方面相比于治疗前, 两组患者视力均有显著提高 (P<0.05) , 黄斑中心凹区的视网膜厚度方面相比于治疗前, 两组患者黄斑中心凹区视网膜厚度明显下降, 差异有统计学意义 (P<0.05) , 但是两组数据组间比较差异无统计学意义 (P>0.05) 。治疗组A 56只眼经治疗后显效53.57%, 有效41.07%, 无效5.36%, 治疗组B 57只眼经治疗后显效54.39%, 有效38.60%, 无效7.01%, 两组治疗有效率比较差异无统计学意义 (P>0.05) 。结论 采取改良的ETDRS格栅样光凝法或者轻度黄斑删样光凝法治疗糖尿病性黄斑水肿均可以在一定程度上改善患者的视力及降低黄斑中心凹区视网膜的厚度, 改善黄斑水肿状况, 二者之间疗效无明显差异, 均可作为治疗糖尿病性黄斑水肿的可靠疗法。
关键词：糖尿病性黄斑水肿,改良ETDRS格栅样光凝法,轻度黄斑删样光凝法
参考文献
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多波长激光 篇3
自1960年首台激光器问世以来, 随着激光技术的发展, 作为现代医学的重要组成部分的医用激光也有了长足的进步[1]。光纤作为激光医学的关键部件, 由于它小巧灵活, 可顺利进入人体深部并精确定位, 从而发挥重要作用。
医用激光光纤是以光纤为激光传输介质, 通过对光信息的处理和光能的利用而进行诊断和治疗[2,3,4]。按材质分为石英光纤, 多组份玻璃光纤、聚合物光纤、红外晶体光纤。其中纯石英光纤因为有高的激光损伤阈值, 生物相容性好、强度高和可靠性好而在临床广泛应用[5]。根据治疗部位和预期功能等的不同输出端形式有点状、柱状和球状光纤和扩束型等。治疗用激光光纤为医用激光光纤的一种, 是通过对光能的利用而进行治疗的医疗器械。医疗器械必须保证安全、有效, 才能保障人体健康和生命安全。光纤作为连接医用激光设备与患者的具有决定意义的纽带, 一般属于医用激光设备的应用部分, 是医用激光设备的关键部件, 其可靠性对激光设备整体的临床安全有效有重要影响。
从国家医疗器械管理的角度来看, 治疗用激光光纤一直作为医用激光产品的附件进行注册, 但是近年来, 光纤作为单独产品进行注册的情况逐步增加, 也出现了一些专门从事医用光纤生产的厂家。
鉴于此, 国家食品药品监督管理局于2009年11月15日发布了YY/T 0758-2009《治疗用激光光纤通用要求》, 并于2010年12月1日正式实施[6]。在该标准的“4.1制造商应提供的产品信息”有如下规定:制造商应至少提供以下产品信息: (1) 总长度; (2) 纤芯直径; (3) 光纤适用的波长 (或光谱范围) ; (4) 对应波长的最低传输效率; (5) 最大传输功率 (或能量) ; (6) 清洗、消毒或灭菌方法的细节; (7) 抗拉强度; (8) 光纤最小弯曲工作半径 (或直径) 。
但是在该类产品注册和实际使用过程中, 仍发现存在制造商未按 (3) 和 (4) 的要求提供所匹配光源的波长信息或使用者使用时未加重视与其他非适用光源混淆的问题。比如:产品标明的适用波长和实际配套使用的激光设备的波长不一致;在规定最低传输效率时未标明对应的波长信息;实际使用中, 使用者未与指定波长的设备连接使用, 光纤和设备波长不匹配等。这些问题将会增加治疗用激光光纤的使用风险并影响产品的有效性。
1 光纤传输效率与光源波长的相关性
治疗用激光光纤最主要的光学性能是其传输效率, 如果光纤传输效率过低, 长期使用时可能会造成光纤断裂或烧坏某些重要的光学器件, 而传输效率与光源波长密切相关[7]。
在平直状态下, 激光在治疗用激光光纤传输过程中, 影响传输效率的主要因素为耦合损耗。应尽可能减少耦合损耗, 从而提高传输效率。
光纤和光源连接时, 为获得最佳耦合效率, 主要应考虑两者的特征参量相互匹配的问题。对于光纤应考虑其纤芯直径、数值孔径、截止波长 (单模光纤) 和偏振特性;对于光源则应考虑其发光面积、发光的角分布、光谱特性 (单色性) 、输出功率以及偏振特性等。下面对半导体激光光源和光纤的耦合损耗进行分析:
半导体激光器的特点是:发光面为窄长条, 长约几十微米, 宽约零点几微米。当激励电流超过阈值不多时, 是基横模输出, 它在垂直于光轴的平面内呈高斯分布。
式中:
ωox, ωoy是高斯光束的腰宽, 是近场的宽度;A (z) 是只和z有关的常数, 实验测定结果与此相符。
图1给出了一个典型的半导体激光器发光的角分布。其特点是:在x方向 (平行于p-n结方向) 光束较集中, 发散角为5o~6o (发散角定义为半功率.点之间的夹角) ;在y方向 (垂直干p-n结方向) 发散角约为40o~60o, 所以半导体激光器发出的光在空间是窄长条, 其远场图是一个细长的椭圆。这是光纤和半导体激光器耦合的困难所在。
若取光纤端面反射损失为5%, 则光纤和半导体激光器直接耦合时, 其耦合效率的理论值为:
其中λ为光源波长。
为了提高耦合效率, 也常采用透镜耦合的方式, 以增大接收角θc。典型光路如图2所示:
其中, (1) 为光源与平切光纤直接耦合, (2) ~ (8) 、 (11) 和 (16) 则通过增加各种透镜的方式增大接收角θc, 其余是一些特殊耦合方式。其最终目标都是提高光束传输效率。
但是无论采用何种方法, 光源波长λ对耦合效率的影响始终存在。设备波长发生变化, 耦合效率也将随之变化。
2 光纤材质与光源波长的相关性
目前应用范围最广的纤芯材料是石英光纤, 因为它们具有高的激光损伤阈值、生物相容性好、强度高和可靠性高等特点。紫外、可见光和近红外的激光光源多采用石英光纤。可见光还可以使用成本更低的常规的硅基玻璃光纤进行传输, 但该种光纤不能很好地传输紫外或红外光。
为了传输中红外和远红外光, 可以使用无氧化玻璃, 它们包括硫化物玻璃, 比如As2S3等或氟化物玻璃, 如Zn F4-Ba F2-La F3。此外也可使用晶体材料如卤化铊或卤化银等制作红外光纤。这些红外光纤可用于传输钬激光和铒激光等中红外激光。但是其在生物相容性方面一般较石英光纤差, 应根据YY/T 0758-2009《治疗用激光光纤通用要求》中“4.8生物相容性”的要求进行有效验证。
近年来, 对于传输红外激光的中空光导管的研究渐趋活跃, 其方法是在石英包层管内涂敷一层金属膜或沉积Ge O2等材料, 使红外光纤在空腔内高效传输, 在医学上主要用来传输二氧化碳激光。
由此可见, 光源波长对光纤材质具有选择性。
对于石英光纤和玻璃光纤。这种选择性的主要来源杂质离子的吸收, 如OH-离子和过渡族金属离子。
在一般的光学玻璃中都有一些附加元素, 其中很多是杂质, 它们多半具有较低激发能的电子态。同时还存在一些外来金属离子, 其电子态比玻璃的本征态更易激发。它们的吸收带可以出现在光谱的可见和红外区域。
对于离纯度、均匀的玻璃, 在可见和红外区域的本征损失很小。但是, 一些外来元素产生了重要的杂质吸收, 这些主要的杂质是Cu2+, V3+, Cr3+, Mn3+, Fe3+, Co3+和Ni2+。它们的电子跃迁能级位于材料的能隙中, 可以被可见光或近红外光激发。因此, 它们在可见和近红外区域有很强的吸收损耗。对于低浓度杂质离子的玻璃材料, 在给定的频率下, 由吸收引起的衰减和杂质浓度成正比, 在材料中的这些杂质可以通过原材料的提纯和制作工艺的改进而除去。除金属杂质外, OH离子是另一个极重要的杂质。
因为这种光源波长对光纤材质具有选择性, YY/T 0758-2009中要求制造商应给出光纤适用的波长 (或光谱范围) 是合理的。同时, 使用者也应严格对应适用波长来使用光纤。
3 总结
经过技术论证, YY/T 0758-2009中要求制造商应给出光纤适用的波长 (或光谱范围) , 并给出对应波长的最低传输效率符合光纤固有特性, 应加以严格执行。同时使用者也应该注意治疗用激光光纤和设备波长匹配使用的问题。以合理控制风险, 保障治疗用激光光纤更加安全、有效的使用, 使其发挥更大作用。
参考文献
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[6]国家食品药品监督管理局.YY/T 0758-2009治疗用激光光纤通用要求[S].
多波长激光 篇4
巡航导弹在长距离的飞行过程中一般采用地形辅助制导方式对惯导误差进行修正,在现有的地形匹配制导系统中,地形高度的测量通常都是由雷达高度表完成的。受巡航导弹体积、质量的限制,雷达高度表设备中几乎没有采取任何抗电子干扰措施,抗电子干扰能力差;且在跨海攻击作战能时,地形匹配系统在海面上无法工作。
近年来,激光高度计在各种机载扫描测高系统、探月飞船系统及海洋探测雷达系统中得到了广泛应用。激光高度计具有探测精度高、抗电磁干扰性能强,某些波长的激光(如蓝绿激光)穿透海水的能力很强的特点。采用近红外/蓝绿双波长输出的激光高度计,既可以采用红外激光探测陆地地形轮廓,又可以利用蓝绿激光穿透海水能力强的特点来探测海底地形,从而解决了巡航导弹在跨海攻击作战时无法进行地形匹配的难题[1,2,3]。因而,采用激光高度计替代雷达高度表作为巡航导弹上应用的测高装置是一种理想的方案。在设计激光高度计时,需合理确定高度计系统各关键组件的性能参数,确保在能够达到战术技术指标要求的前提下,使所研制的激光高度计系统在体积、重量、功耗及成本等方面都达到最佳。为完成这一任务,可通过建立激光高度计探测模型,采用数字仿真的方法对高度计性能进行评价,并最终选定合适的性能参数值。需要建立的仿真模型主要是激光测距方程和光电探测器输出信噪比计算公式。
1 激光器结构
根据巡航导弹地形探测系统的特点和技术要求,我们设计了一种双波长输出的激光高度计方案。该系统的核心部件是激光器,其整体结构如图1所示。采用二极管泵浦的全固体激光器(DPSSL)技术进行设计,输出的1 064 nm激光经过倍频后,可以得到532 nm的蓝绿激光,实现双波长输出。激光器谐振腔采用四镜Z型折叠腔结构。泵浦源为带光纤耦合输出的LD,泵浦光通过耦合光学系统射入Nd:YVO4晶体的端面中心。输入镜M1是平面镜,入射面镀808 nm增透膜及1 064 nm高反膜,反面镀808 nm增透膜。折叠镜M3是平凹镜,凹面镀1 064 nm和532 nm高反膜。输出镜M4也是平凹镜,凹面镀1 064 nm高反膜和532 nm增透膜,平面镀532 nm增透膜。输出镜M2是平面镜,一面镀532 nm高反膜和1 064 nm部分透射膜,输出面镀1 064 nm增透膜。为了同时兼顾陆地和海底探测的需求,应对输出镜M2的透过率进行合理选择,由于激光在海水中的衰减比在大气中更严重,且巡航导弹飞行的高度一般较低,在满足1 064 nm激光的测高要求,应尽量减少1 064 nm激光的输出能量,适当增加532 nm激光的输出能量。具体的透过率数值可通过数字仿真的方法加以确定。
在对1 064 nm波长的红外激光进行探测时,选用的是硅雪崩光电二极管(Si-APD)作为探测接收器件。而在对532 nm蓝绿激光进行探测时,则选用光电倍增管(PMT)作为探测接收器件。
2 激光测距方程
激光高度计采用脉冲法测距,测程是设计和研制激光高度计系统的重要战术指标,该特性可用测距方程来描述。测距方程表示了接收功率与高度计发射功率、光学透过率、接收机视场角、大气或海水衰减系数、以及目标反射率等参数的关系。由于本方案设计的激光器既可探测陆地地形,又可探测海底地形,因而需从测高和测深两方面对高度计测距性能进行评价。
2.1 激光测高方程
激光高度计对地探测时的测高方程可用式(1)来表示[4]:
式(1)中各变量物理含义表示如下:tP为发射峰值功率,rP为接收功率,Kt为发射光学透过率,Kr为接收光学透过率,rA为目标接收面积,ρ为漫反射系数,R为探测距离,µ为大气衰减系数。在一般应用中,大气衰减系数可通过式(2)来计算[5]:
其中:V为大气能见度(km);λ为激光波长(µm);q为与波长和能见度密切相关的常数,q的取值如下:
2.2 激光测深方程
参照公式(1),可得到激光高度计的测深方程计算公式如下[6]:
式中:wT是海水透过率,h是导弹离海面高度,Z是海底深度,n是海水折射率,Γ是海水有效衰减系数。
这里需要对有效衰减系数作一下解释:在海水中传输的部分光子被粒子散射偏离光轴后,经过二、三、四等多级散射后,又能重新进入光轴,被探测系统所接收。因而,描述准直光束所形成的水下光场的能量衰减就不能简单地用海水体积衰减系数µa了。当然,准直光束通过一定距离后,仍保持准直状态的光束的能量衰减,还是由海水体积衰减系数µa描述。但由准直状态剥离出来的自由光子能量的衰减过程,则需由漫射衰减系数κ描述。描述准直光束在某一立体角内的能量衰减时,衰减系数则要用有效衰减系数Γ。显然此时散射损耗是存在的,但比准直光束散射损耗小。即κ≤Γ≤µ,且Γ是接收视场角的函数。文献[7]中,作者用Monte Carlo方法模拟得到:
式中0ω是单次散射率。
3 探测器输出信噪比计算公式
高度计接收的回波信号通常都混杂着噪声干扰,要计算最小可检测信号功率rPmin,就必须确定高度计的信号噪声比值。高度计噪声包括热噪声和暗电流所引起的量子噪声两部分,在强背景干扰条件下,Si-APD或光电倍增管输出信噪比计算公式如下[8]:
式(5)中各变量物理含义如下:M为探测器电流增益;rP、bP为信号和背景功率;η为量子效率;e为电子电荷(1.602×10-19C);h为普朗克常数(6.626×10-34J⋅s);ν为入射光频率(Hz);K为玻尔兹曼常数(.138×10-23J/K);T为绝对温度;∆f为系统噪声带宽;LR为导体阻抗;nF为噪声倍增因子;Idd为暗电流产生的散粒噪声电流的直流分量。
背景功率bP的影响因素包括阳光及地面、云、月等对阳光的反射。激光高度计接收的背景功率bP可用式(6)来近似表示:
其中:Eb为背景光谱辐射亮度(W/m2⋅sr⋅µm);∆λ为窄带滤光片带宽,θr为接收视场角。
4 仿真分析
4.1 激光高度计测高性能仿真
仿真中,巡航导弹激光高度计对地表或海面探测时的最大测高设定为1.5 km,输出1 064 nm红外光,探测器采用Si-APD,激光高度计性能参数见表1。根据激光测高方程(1)及信噪比计算公式(5),可以通过仿真方法确定不同工作条件下接收信噪比与发射峰值功率间的关系。仿真计算时,设背景辐射亮度设为50W/m2⋅sr⋅µm,背景辐射功率采用式(6)计算,大气透过率按式(2)计算。
仿真得到的不同能见度下的信噪比随发射峰值功率的变化如图2所示。由图可知,在能见度较好情况下,激光器的峰值功率为50 kW时基本可以满足最大测高要求。但在能见度较低情况下,信噪比会非常低。能见度较低,通常是由雾、霭等气候现象造成的,在恶劣气候条件下应用时,则应考虑加大激光器的峰值功率。
4.2 激光高度计测深性能仿真
由于海水对激光能量的衰减比大气衰减要大得多,因而巡航导弹跨海作战时,选择的海底地形匹配区域水深不宜过大。工作时,激光高度计采用532 nm波长的蓝绿激光器进行海底探测,探测器采用光电倍增管,相关性能参数见表2。利用前面得到的激光测深方程(3)及信噪比计算式(5),可以分别仿真计算不同水深条件下信噪比和发射峰值功率间的关系。仿真计算时,设定海底反射率为0.2,背景辐射亮度仍取50W/m2⋅sr⋅µm。
仿真得到不同水深条件下的SNR随激光峰值功率的变化如图3所示。由仿真结果可知,在探测水深50 m左右时,激光高度计若要正常接收海底回波信号,则信噪比一般要大于1,对应的蓝绿激光发射峰值功率要大于450 kW。而红外激光探测陆地地形时需要的发射功率大约在50 kW左右,因此在设计图1所示的激光器谐振腔结构时,取输出镜M2的透过率为10%左右即可。
由图3的仿真结果还可看到,探测深度仅增加了10 m,信噪比就急剧下降,表明海水对激光能量的衰减十分严重。因此在激光发射峰值功率不超过500 kW前提下,利用海底地形为巡航导弹实施地形匹配制导时,选择的匹配区域水深不宜过深,一般不宜超过50 m。
5 激光高度计性能参数确定
除了峰值功率外,激光高度计还需要确定的其它性能参数包括发射脉冲能量、脉冲宽度、光束发散角、脉冲重复频率等[9]。
1)脉冲宽度τ
发射脉冲宽度与激光棒的增益、调Q开关的上升时间以及谐振腔的几何参数有关,在Nd:YVO4晶体增益高的情况下,短谐振腔的脉宽可以达到5~8 ns。受激光器体积和重量的限制,单脉冲能量不能过大,采用短脉冲后,有利于增大发射峰值功率,因此本系统设计的红外激光和蓝绿激光发射脉冲宽度为5 ns。
2)发射脉冲能量WT
由激光测高和测深方程可知,系统最大探测高度和深度与发射脉冲能量有关,发射脉冲能量越大,则系统探测距离越远。但探测距离随发射脉冲能量变化的趋势并不十分显著,因此完全依靠提高发射脉冲能量来增加探测距离的效果并不理想。在不明显影响成本、可靠性、复杂性的前提下,激光单脉冲能量可选大一点,但不宜太大。具体的参数值可通过发射峰值功率和脉冲宽度大致估算出来,已知1 064 nm和532nm激光的峰值功率分别为50 kW和450 kW,脉冲宽度均为5 ns,则计算得到的发射脉冲能量分别为0.25m J和2.25 mJ。由于巡航导弹上安装激光高度计的空间有限,供电电源功率不能太大,最终确定1 064 nm红外激光的单脉冲输出能量为0.25 mJ,532 nm蓝绿激光的单脉冲输出能量为2.25 mJ。
3)激光束发散角θ
激光束发散角θ直接影响人眼安全、探测距离及探测精度。发散角越小,则探测到地面及海底的光斑直径越小,探测精度越高。但发射光束过窄,出于人眼安全考虑则需要减少脉冲激光能量,进而影响到探测距离。因而对于脉冲宽度较窄的发射光束,大发散角的激光束脉冲能量对人眼是安全的。对于飞行高度低于3 km,脉冲能量为2.5 mJ左右的激光高度计而言,发散角设计为10 mrad时,激光束对人眼是安全的。
4)激光脉冲重复频率fn
巡航导弹的飞行高度H及激光高度计的扫描角度θ确定后,扫描刈幅宽度也随之确定。当θ和H确定后,要保持所需要的扫描刈幅宽度,其探测密度将由导弹飞行速度和激光脉冲重复频率fn来确定。计算参数如下:设定巡航导弹飞行高度为1 000 m,激光高度计的扫描角为30°,则扫描刈幅宽度为2×1000×tan30°=1155m,若巡航导弹飞行速度为270 m/s,导弹地形匹配制导时地形网格大小为25 m×25m,即探测密度为25 m2上1个点,两点间距离为5 m,则计算得到激光脉冲重复频率位fn=1155×270/(25×25)=500Hz。因此设计激光高度计脉冲重复频率为500 Hz。高脉冲重复频率还依赖于激光器的性能,对于采用半导体泵浦方式的固体激光器而言,500 Hz的脉冲重复频率是可以达到的。
6 结论
本文根据激光测高和测深方程及探测器输出信噪比计算公式,采用数字仿真的方法对红外/蓝绿双波长输出激光高度计的探测性能进行了评价,并最终确定了激光高度计峰值功率、单脉冲能量、脉冲宽度、脉冲重复频率、光束发散角等参数值,为弹载激光高度计的最终研制提供了参考依据。
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高重复频率电光调Q双波长激光器 篇5
高重复频率双波长激光器在光电对抗、远程激光测距、激光通信、激光医疗、激光显示等领域具有重要的应用价值。随着半导体泵浦固体激光器技术的发展,采用半导体泵浦固体激光器是目前实现双波长的常用方式。该方法具有系统结构紧凑、转换效率高、使用寿命长等优点,但输出波长主要集中在0.9μm~1.4μm波段[1,2,3]。为了实现更宽波段输出,可利用半导体泵浦固体激光器输出的光作为基频光,再通过非线性频率变换方式(倍频方式、和频方式、差频方式等)获得双波长激光输出。倍频方式与和频方式可以实现短波长激光的输出,而差频方式可以实现长波长激光的输出。差频方式中有腔外频率变换和腔内频率变换两种方式。腔外频率变换要求泵浦到频率变换晶体上功率足够高以达到光参 量振荡阈值,因此常利用聚焦透镜使输出基频光汇聚到非线性晶体中心,要求晶体长度小于聚焦后的高斯光束瑞利长度,同时聚焦后功率密度要小于晶体或膜层损伤阈值,以免损坏晶体;腔内频率变换方式将非线性变换晶体放置在基频光的谐振腔内,利用基频光多次往返振荡泵浦变频晶体,实现闲置光或信号光输出,具有腔长短、阈值低、易集成等优点。
本文通过LD泵浦Nd:GdVO4晶体,采用电光调Q方式获得高功率、高重复频率、窄脉冲宽度的线偏振1.064μm激光。再采用内腔频率变换方式泵浦PPLT晶体,通过对腔镜进行特殊镀膜实现1.46μm与3.9μm双波段激光输出。
1高重复频率电光调 Q1.06μm 激 光器试验研究
为了获得高重复频率、高峰值功率激光输出,通常采用调Q技术。目前常用的调Q方式主要有主动调Q和被动调Q,由于被动调Q在高功率运转时候,稳定性较差,因此在高功率激光器中较少采用。主动调Q主要是声光调Q和电光调Q方式[4,5,6]。在声光调Q方式中,声光晶体需要百瓦量级的供电驱动,对其需要精确温控,同时在37°C以上完全失去调制作用,不利于工程化的应用。在电光调Q方式中,目前已报道采用电光晶体KDP、LN、RTP、BBO、LGS等晶体获得高重复频率激光输出[7,8,9,10,11,12],这些电光晶体的主要特点见表1。
其中,KDP晶体适用≤1kHz中低功率激光器件;LN晶体由于损伤阈值相对较低,较常使用于峰值功率不高激光器;RTP、BBO、LGS是新型电光晶体,非常适用于高重复频率调Q激光器,而BBO电光晶体具有独特物理特性、光学品质优异的、抗损伤阈值高的、热性能稳定等优点,适用于高重复频率、高功率、窄脉宽激光器,对比分析上述电光晶体,本文章选用BBO晶体为电光调Q晶体。
试验光路组成如图1所示。谐振腔采用双凹腔构型结构,由M1、M2组成,M1为曲率半径1.5m的1.06μm全反镜,M2为曲率半径0.5m的1.06μm激光输出镜,透过率T=25%,腔长L=145 mm。激光棒材料为Nd:GdVO4,掺杂钕离子浓度为0.7at%,尺寸为Φ3mm×65mm,两端面镀对1. 064μm高透激光膜,用来增加激光振荡透过率,降低激光自 激振荡。泵浦 源为环绕 激光增棒 益成120°均匀分布的半导体阵列侧面泵浦准连续模块, 以减弱热应力不均对增益介质的影响。泵浦源中心波长为808nm,阵列电源所使用的最大输出电流为25A,电压20V。靠近全反镜位置放置电光调Q晶体,以实现偏振振荡激光的有效关门。泵浦模块利用专用冷却系统进行循环液体强制冷却,通过温控采样实现恒温控制,循环水温为25°C。通循环冷却水实现对高功率泵浦源抽运激光介质产生余热进行有效散热,因此可以提高激光器光束质量及功率的稳定性。
试验在抽运电流25A、调制频率10kHz时,实现1.06μm静态激光最高输出功率为85W(非调Q状态),1.06μm动态(调Q状态)激光功率为40 W,动态脉冲宽度30ns。
2双波长激光器试验研究
半导体泵浦固体激光增益介质输出波长主要集中在900nm到3000nm波段,而且在2000nm到3000nm波段激光输出高功率比较难。常用的激光增益介质输出波长见表2。
由于目前激光波段应用需求向两个极端发展, 一个是紫外波段(<400nm),另一个是中红外(3 000nm到5000nm),远红外发展(>8000nm)上述激光增益介质直接难以获取,目前国际上主要采用频率变换技术获取紫外、中红外以及远红外波段激光[13,14,15]。
从表2可以看出:激光增益介质Nd:YAG、Nd: GdVO4 和Nd:YVO4级是实现1064nm常用材料;Nd:GdVO4晶体具有相对适中的上能级寿命、较大的受激发射截面,使其非常适合高重复频率状态下的运转。Nd:GdVO4还具有很高的热导率,这也是它最显著的优点,在<110>方向热导率高达11. 7 W/mK,接近Nd:YAG的热导率,是Nd:YVO4 的2倍多。另外,电光调Q组件中一般需要插入起偏器,对于Nd:YAG输出是非偏振光,腔内加入偏振器,导致热畸变,功率衰减严重,而大尺寸Nd: YVO4 晶体较难获得,因此上述试验选Nd:GdVO4 作为激光增益介质。为了实现更广波段激光输出, 常采用频率变换技术,它利用两种不同光波输入到频率变换介质中后得到两者频率之和或之差的光波输出,实现光子的合成与分解,是实现双波长输出较佳手段,频率变换方式见表3。由于准相位匹配技术与双折射相位匹配技术相比,没有双折射相位匹配中关于波矢方向和偏振方向的限制,通过选择适当的极化周期就可以实现相位匹配,因此选用准相位匹配晶体PPLT作为频率变换晶体。
2.1双波长激光器试验装置
在上述实验的基础上,添加和替换部分元件,如图3所示。试验采用非线性晶体PPLT尺寸为40 mm×10mm×1mm,极化周期约为29μm,两端面对1.06μm、1.4~1.6μm以及3.7~4.0μm激光高透。采用1.064μm激光泵浦时,该周期的PPLT晶体输出的中红外激光波长为3.9μm,相应的信号光波长为1.46μm。M2镜和M3镜构成光参量谐振腔,其中M2镜镀膜对1.06μm高透,对1.4~1.6μm和3.7~4.0μm激光全反;M3镜镀膜对1.06μm高反,对1.4~1.6μm透过率为10%,对3.7~4.0μm高透。半波片为1.06μm波段激光二分之一波片,用于输出激光偏振方向旋转调整,以满足非线性频率变换相位匹配。
2.21.06μm高重复频率泵浦光参量振荡器试验结果分析
通过PPLT-OPO差频内腔 变换方式,获得3.9μm激光输出和1.46μm双波段激光输出,试验在抽运电流25A、调制频率10kHz时,实现4.2W的1.46μm激光的最高功率输出,2.6W的3.9μm激光最高功率输出,差频的转化效率为17%。双波长输出功率与注入电流关系如图4所示。由图4可知,随着抽运电流的增大,双波长激光的输出功率逐渐增大,且两者同时达到最大值。
用相纸接光斑,光斑分布均匀,表明有良好的模式。该双波段激光器在实验室状态下连续运转40分钟,能量稳定度小于3.2%,表明该激光器有较好的稳定性。
3结论
多波长激光 篇6
1 差分吸收激光雷达探测CO2的基本原理
在测量CO2成分的激光雷达系统中采用2束波长相近的发射激光束.其中一个波长选在CO2吸收峰的中心,记为λon,波长为1571.276 nm[3];另一个波长选在吸收峰的外边,使其受到的吸收较小,记为λoff,波长为1571.434 nm[3].2束激光的CO2吸收截面不同,波长为1571.276 nm的λon被CO2强烈吸收,波长为1571.434 nm的λoff被CO2吸收较弱或不吸收.鉴于这2个波长相差较小,所以可认为大气中气溶胶对它们的散射系数及非CO2气体对它们的吸收截面相近.由于对CO2的吸收强度不同,探测器接收到的2束激光的后向散射回波就有区别[4].回波光信号经过望远镜和光纤滤波器后,分别与对应波长的本振光进行相干混频,混频后的光信号进行数据采集和处理,通过相关的处理算法反演就可以得到CO2 的浓度信息.
2 波长控制系统
波长控制系统主要由可调谐激光器、CO2气体池、探测器、锁相放大器和激光驱动5部分组成.其组成框图如图1.
2.1 激光器
试验中选用NEWFOCUS公司的6300-LN可调谐二极管激光器,激光器调谐结构示意图如图2.
该激光器调谐是根据布拉格衍射原理,通过改变振镜和光栅之间的夹角,从而改变激光的波长[5].根据激光器波长调谐的工作方式,波长控制部分采用直流电机控制调谐与压电陶瓷(PZT)调谐2种方式进行控制.直流电机将波长粗调在1571 nm附近,然后用PZT调谐的方式进行波长精调,分别将波长控制在CO2的吸收峰和非吸收峰.根据原子光谱理论,当激光器的波长处在CO2的吸收峰时,激光强度将发生明显的衰减.激光器波长处在吸收峰和非吸收峰的判别方法主要依靠对经过标准CO2吸收池吸收后的光强进行检测来确定.
2.2 气体池
由于探测CO2所需波长要求尽可能精确,所以由激光器发出的分束光必须首先经过气体池,并由气体池作为辅助装置,产生用于激光器波长控制的反馈信号.经过CO2气体池以后的光电二极管信号反映了受到频率调制的CO2吸收光谱强度,这个强度关于波长的一阶导数[6]作为闭环控制系统的误差信号.误差信号的零值对应了谱线中心的吸收峰.频率稳定技术的手段是连续调节PZT的电压,保持误差信号在零值附近.
对于波长精密可调谐激光器,采用以下扫频调谐机制.图3a～图3d描述了这种扫频调谐机制的工作原理[6].图3中,IT为激光强度,υ为激光频率.在IT关于υ的曲线中,波谷对应被测气体(例如CO2)的光谱吸收中心.
其工作原理如下:用一束正弦信号(或三角波信号)对激光强度信号进行调制,然后对调制信号进行解调.从图3a～图3c可以看出,当调制信号远离吸收峰时,解调出的信号幅值也比较高;当调制信号在吸收峰附近时,解调出的信号幅值也比较低,当调制信号正好处在吸收峰时,解调出的信号的幅值为0.图3d描述了激光频率υ和强度的变化△IT之间的关系.在扫频调谐工作机制下,图3d中,穿越ν轴,△IT为0的点即是要找的最理想的控制点.
图3的数学描述如下,假设激光的频率为υ,激光强度为IT,调制正弦信号幅度为m,调制正弦信号的频率为Ψ,则有如下数学关系:
IT(υ)=ΙT(υ+msin(Ωt)) (1)
式(1)中要求:Ω<Γ,其中Γ为吸收线的线宽.
对式(1)进行级数展开得:
undefined
在频率调制工作机制下,式(2)中,IT(ν)是一个直流分量,它对应所加调制信号的直流分量,不同的直流分量对应激光器不同的中心波长(该分量其实就是波长的粗调值).式(2)中,强度对其中心频率的一阶导数的系数msinΩt即为图3d中的对应曲线.
2.3 锁相放大器[7]
锁相放大器结构图如图4.
锁相放大器实际上是一个模拟的傅里叶变换器,锁相放大器的输出是一个直流电压,正比于输入信号中某一特定频率(参数输入频率)的信号幅值.而输入信号中的其他频率成分将不能对输出电压构成任何贡献.2个正弦信号,频率都为1 Hz,有90°相位差,用乘法器相乘得到的结果是一个有直流偏量的正弦信号(如图5a).如果是一个1 Hz和一个1.1 Hz的信号相乘,用乘法器相乘得到的结果是一个交流调制波,基频是1 Hz,幅频是0.1 Hz(如图5b).
从上面的分析看来,只有与参考信号频率完全一致的信号才能在乘法器输出端得到直流偏量,其他信号在输出端都是交流信号.如果在乘法器的输出端加一个低通滤波器,那么所有的交流信号分量将全部被滤掉,剩下的直流分量就只是正比于输入信号中特定频率信号分量的幅值[8].试验证明用锁相放大器对一阶导数的系数msinΩt进行检测是比较理想的实现方案.
3 波长控制测试手段及结果
波长控制的测试分定量测试和定性测试2种手段:(1)定量测试主要通过波长计进行测量,波长计使用Brochure公司的621A laser wavelength meter,波长测量范围为350 nm～5.0 μm,其中分为可见光(350～1100 nm)、近红外(500～1700 nm)和红外(1.5～5.0 μm)3个波段,绝对精确度可达到±0.2 ppm,完全可以满足测量要求;(2)定性测试主要通过监测激光强度信号进行,当激光器波长处在CO2吸收峰时,强度信号会发生明显的衰减;当激光器波长不在CO2吸收峰时,强度信号将基本不变,而且幅值比较高.2种状态的输出激光强度根据吸收曲线来计算,不过理论计算只能作为参考,要以最终的实验为准.
激光器波长粗调在1571.27 nm的时候,手调控制电流为90 mA,其输出功率为4.6 mW,PZT效率100%,温度为20.3℃.输出光经过耦合比为10:90的光纤耦合器后,取10%的衰减功率0.46 mW送入波长计进行测量,10 min内测得波长抖动范围为1571.25～1573.13 nm.相同参数下,通过FPGA硬件编程,配合PID(比例积分微分)控制算法进行精调后,使用621A波长计在15 min内测量输出波长的抖动范围为1571.27381～1571.27790 nm,围绕CO2吸收峰中心波长1571.276 nm计算,其控制精度可达到±2 pm.
4 结 论
通过上述方式,由标准CO2气体池提供波长控制反馈信号,使用探测器对其进行光强度探测,利用锁相放大器对误差信号msinΩt进行跟踪检测,并由此为激光器压电控制(PZT)部分提供精确的调节电压,最终实现激光器输出信号的精确与稳定.测试结果显示,激光器在CO2吸收峰处的波长基本可以稳定在1571.276 nm附近,精度可以达到皮米量级.试验中应该注意的问题是,此种对激光器波长精调的方法必须建立在粗调的基础上,即首先粗调激光波长到CO2吸收峰附近,并对激光强度信号进行实时监测.从图3d中可以看出,如果激光器的波长长期处于气体吸收峰外侧时,解调出来的电信号也几乎为零,但并没有达到对波长精调的目的,而且缺少对波长粗调的环节还导致系统调节速度变慢.因此,只有首先对激光器波长进行粗调,并对解调信号和激光强度信号实时监测,才能保证激光器的波长处在气体的光谱吸收峰中心.进一步提高探测器及锁相放大器的灵敏度能够有效地提高波长调谐的精度及稳定度.另外,环境温度的变化、机械振动等外界干扰对激光频率稳定性影响很大,因此,系统环境应尽量做到恒温、防震、密闭隔声、稳定电源等.
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多波长激光 篇7
1资料与方法
1.1 一般资料
本组57例均为我所患者, 年龄10～50岁, 女性占90%。所有患者均有外用和内服药物史, 疗效差, 甚至无效。其中雀斑13例, 咖啡斑18例, 太田痣5例, 面部红血丝3例, 黑痣6例, 纹眉2例, 鲜红斑痣2例, 血管瘤2例, 老年斑3例, 皮损面积为0.02～1.32 cm2。
1.2 方法
局部消毒, 做好必要的防护, 如果面积大、患者耐受性差, 使用利多卡因局部浸润麻醉。根据皮损的具体表现选择波长、工作电压、频率。较表浅的色素痣、雀斑、老年斑, 选用波长1064 nm, 工作电压5～7 kV, 工作频率5～10次/s;咖啡斑、面部红血丝、鲜红斑痣、血管瘤选用波长532 nm, 工作电压5～9 kV, 工作频率可以根据面积大小选5～15次/s, 根据面积大小选择局麻;太田痣选用波长1 064 nm, 工作电压7～9 kV, 根据皮肤表现、患者耐受性应用局麻;文眉要根据所用颜料及具体表现使用波长532 nm或波长1 064 nm激光, 工作电压5～8.5 kV, 根据具体需要使用局部麻醉。
1.3 疗效判定标准
由治疗医生和患者共同评价。痊愈:皮损消退≥90%;显效:皮损消退≥60%且<90%;好转:皮损消退≥30%且<60%;无效:皮损消退<30%或不变。总有效率=痊愈率+显效率+好转率。
2结果
使用双波长YAG激光治疗损容性皮肤类疾病总有效率可达98.25%。
3讨论
双波长YAG激光有1 064 nm、532 nm两种波长, 可根据不同的皮损特点选择不同的波长、工作电压、能量密度、工作频率。损容性皮肤类疾病一直是临床上治疗的难题, 皮肤科医生应用多种治疗方法都很难达到理想的效果。通过双波长YAG激光的应用, 发现对于较表浅的雀斑、老年斑使用1064 nm波长激光治疗1次, 最多不超过3次, 有效率达100%;黑痣较表浅的也不超过3次;色素颗粒达真皮深层次数较多。因为双波长YAG激光治疗的前提是不能出现损容性改变, 有一例患者因为自我感觉良好而放弃治疗, 有效率达98.68%。这与杨春俊和王中影[3]使用MedliteⅡ美肤激光治疗仪治疗碍容性皮肤病1351例、刘玲等[4]采用Q开关倍频Nd:YAG激光治疗雀斑128例, 治疗结果相似。
咖啡斑、血管瘤的治疗效果不尽如人意, 治疗次数偏多, 治疗当时的效果不明显, 患者不能配合。1例海绵状血管瘤患儿2次治疗后, 中间颜色明显变淡, 家长认为周边还在发展, 改做其他治疗, 结果与汪新义和王金良[5]报道相似。咖啡斑、血管瘤患者配合心理治疗, 在患者拥有良好的心态时治疗有效率分别达92.65%、96.84%。面部红血丝、鲜红斑痣治疗次数1～5次不等, 对于鼻部的红血丝基本上一次可以治愈, 疗效可达100%。
太田痣的部位、面积大小、色素颗粒的深浅表现不一, 治疗早期选用1 064 nm波长激光, 后期有可能需配合532 nm波长激光进行治疗, 治疗疗程相对较长, 有效率为100%, 与汪新义[6]、周亚宽等[7]报道相似。
损容性皮肤类疾病, 易发生在面部, 使容貌有瑕疵, 导致患者不同程度的心理障碍, 情绪波动极大, 容易产生自卑、消极、绝望心理, 影响身心健康。双波长YAG激光的应用, 能有效地改善上述症状, 提高患者的生活质量, 总有效率达98.25%。双波长YAG激光在治疗过程中的疼痛一般人都能忍受, 耐受性差者可以给予表面麻醉。治疗后的创面如果处理得当, 一般不会发生感染, 愈后恢复原状, 即使有暂时性的色素沉着, 随着时间的延长, 皮损也在不断地改善。因此是目前较好的治疗和改善损容性皮肤类疾病的手段之一, 在皮肤美容中的应用亦可以收到很好的疗效。
参考文献
[1]张凤翔, 丁克祥, 刘新庭, 等.现代实用美容学.中国科学技术出版社, 2004:91.
[2]彭庆星, 向雪岑, 张其亮.美容皮肤科学.科学出版社, 2003:6.
[3]杨春俊, 王中影.MedliteⅡ美肤激光治疗仪治疗碍容性皮肤病1351例.中国美容医学, 2005, 14 (2) :216-217.
[4]刘玲, 何黎, 吴正平.Q开关倍频Nd:YAG激光治疗雀斑、脂溢性角化病临床疗效观察.中华医学美学美容杂志, 2003, 10 (3) :123-124.
[5]汪新义, 王金良.Medlite美肤激光治疗鲜红斑痣疗效评价.中国麻风皮肤病杂志, 2003, 19 (4) :344-345.
[6]汪新义, 王金良.Q开关Nd:YAG激光治疗太田痣的疗效和不良反应观察.中国麻风皮肤病杂志, 2002, 18 (2) :133-134.