Принципы построения и аппаратурная реализация оптико-электронных устройств на основе импульсных полупроводниковых лазеров для медико-биологических применений

• Автор: Москвин, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава первая. Физиологическая роль световых факторов в медицине. Обоснование выбора источника излучения
1.1. Механизмы взаимодействия лазерного излучения с микроорганизмами
1.1.1. Физиологическая роль параметрического дозирования
1.1.2. Физиологическая роль длины волны излучения
1.2. Зависимость фогобиостимуляции от основных свойств лазерного излучения (степени поляризации и когерентности)
1.3. Медико-биологическое и техническое обоснование выбора источника излучения для оптико-электронных терапевтических устройств
Выводы
Глава вторая. Метод изготовления импульсных полупроводниковых инжек-ционных лазеров на основе квантоворазмерных двойных гетероструктур с длиной волны излучения 630-650 нм
2.1. Гетеролазеры и гетероструктура
2.2. Гетеролазеры и двойные гетероструктуры
2.3. Улучшенные гетеропереходные лазерные структуры. Лазеры полосковой геометрии
2.4. Метод изготовления импульсных инжекционных полосковых лазерных диодов из кристаллов на основе квантоворазмерных гетероструктур в системе АЮа1пР/Са1пР с длиной волны излучения 630-650 нм
2.5. Расчет угла наклона боковых граней
2.6. Аналитическое обоснование метода
2.6.1. Постановка задачи
2.6.2. Оптическая модель для ДГС-лазера
2.6.3. Расчет пороговых условий
2.6.4. Устранение нежелательных («замкнутых» и «частично замкнутых» мод
2.6.5. Экспериментальные импульсные ватт-амперные характеристики (зависимости импульсной выходной мощности от импульсного тока накачки) при Г=3000 Гц и т„о,5=100 не
Выводы

Глава третья. Принципы построения и аппаратурная реализация оптикоэлектронных терапевтических устройств на основе импульсных лазерных диодов с длиной волны излучения 630-650 нм
3.1. Анализ отечественных лазерных терапевтических устройств
3.2. Блок-схема нового оптико-электронного терапевтического устройства
3.3. Принцип работы оптико-электронного терапевтического устройства и его отличительные особенности
3.4. Аппаратурная реализация нового оптико-электронного терапевтического
устройства
Выводы
Глава четвертая. Модифицированный с алгоритмической корреляцией метод измерения мощности излучения низкоинтенсивных полупроводниковых лазеров
4.1. Обоснование фотодиодного метода измерения мощности излучения низкоинтенсивных полупроводниковых лазеров
4.2. Обеспечение параметров измерителя мощности с учетом недостатков фотодиодов и особенностей излучения лазеров
4.2.1. Исследование недостатков фотодиодов и их учета при измерении мощности излучения низкоинтенсивных полупроводниковых лазеров
4.2.2. Исследование угловой зависимости чувствительности фотодиода
4.2.3. Исследование зонного распределения чувствительности фотодиода
4.2.4. Исследование спектральных характеристик фотодиода и светофильтров
4.2.5. Исследование особенностей лазерного излучения и их учета при измерении мощности
4.2.6. Исследование погрешностей, вносимых расположением источника излучения
4.3. Исследование линейности ампер-ваттной характеристики в заданном динамическом диапазоне с целью расчета погрешности измерения мощности
4.4. Измерение средней мощности
4.5. Структурная блок-схема измерителя мощности низкоинтенсивного лазерного излучения
4.6. Достоверность схемотехнических решений. Расчет «отклика» фотоприемника
4.7. Основные компоненты измерителя мощности и принцип работы
4.7.1. Преобразователь напряжения
4.7.2. Опорное напряжение
4.7.3. Блок индикации
4.7.4. Измерение импульсной мощности
4.7.5. Алгоритм работы измерителя мощности
4.7.6. Блок автоматического включения и выключения
4.8. Функциональная схема измерителя мощности
4.9. Аппаратурная реализация измерителя мощности
4.9.1. Измеритель средней мощности
4.9.2. Измеритель импульсной мощности
Выводы
Глава пятая. Автоматизированный метод модуляции лазерного пучка оптико-электронных терапевтических устройств биоуправлением
5.1. Роль биоритмов
5.2. Роль биосинхронизации
5.3. Принципы биоуправления
5.4. Реализация метода биоуправления
5.4.1. Датчики пульса и дыхания
5.4.2. Блок-схема устройства биоуправления
5.4.3. Аппаратурная реализация оптико-электронного устройства для биомодуляции лазерного воздействующего пучка
5.4.4. Виды модуляции лазерных диодов
5.4.4.1. Амплитудная модуляция
5.4.4.2. Частотная модуляция
5.4.4.3. Импульсная модуляция
5.4.4.4. Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)
5.4.4.5. Функциональные узлы усилителей с ШИМ
5.4.4.6. Краткая характеристика основных видов ШИМ
5.4.5. Аналитическое обоснование применения широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для биоуправления
Выводы
35 Глава
4. передача лазерного излучения по волоконным световодам круглого сечения приводит к деполяризации излучения.
В эксперименте достаточно сложно разделить влияние каждой из компонент, определяющих понятие «лазерное излучение»: пространственная и временная когерентности, по-ляризованность, монохроматичность, но на основании анализа литературных данных зависимость биостимулирующего эффекта от ширины спектральной полосы можно представить в виде графика (рис. 1-8):
Ширина спектральной полосы, нм
Рис. 1-8. Зависимость фотобиостгшулирующего эффекта от ширины спектральной полосы.
Из анализа графика можно сделать следующие выводы:
- эффективность лазерного воздействия в терапии, несомненно, во многом определяется, именно, узкой полосой спектра излучения и монохроматичностью;
- эффект в наибольшей степени вызывает излучение с шириной спектральной полосы 10-20 нм;
- разработанные в диссертационной работе лазеры, у которых ширина спектра излучения менее 10 нм (см. табл. 6-1) обладают наибольшим биостимулирующим эффектом