Управление спектральным составом выходного излучения лазерных систем на основе электроразрядного XeCl-лазера

• Автор: Кунц, Сергей Эдуардович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 122 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВАІ. ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫЙ ХеСІ-ЛАЗЕР: УПРАВЛЕНИЕ СПЕКТРОМ
ВЫХОДНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, ПРИМЕНЕНИЕ В ВКР-ПРЕОБРАЗОВАНИИ И
МЕДИЦИНЕ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) !
1.1 Структура спектра электроразрядного ХеО-лазера и управление спектральными характеристиками выходного излучения последнего
1.2 ВКР-преобразование излучения эксимерных лазеров в сжатом водороде
1.3 Применение лазеров в кардиохирургии
ГЛАВА II. УПРАВЛЕНИЕ СПЕКТРОМ ГЕНЕРАЦИИ
ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО ХеС1 ЛАЗЕРА
2. Экспериментальная аппаратура и методики
2.2Измерение параметров активной среды
2.3 Теоретическая модель и результаты расчетов
2.4 Лазерная система для получения высококонтрастного излучения на длине волны 307.75 нм
2.5 Аномалии формирования выходного пучка ХеС1-лазера
ГЛАВА III. ВКР-ПРЕОБРАЗОВАНИЕ В СМЕЩЕННЫЕ КОМПОНЕНТЫ
3.1 Экспериментальная установка и методики
3.2 Предварительные эксперименты по ВКР-преобразованию излучения ХеС1-лазера в смещенные компоненты при рассеянии в водороде
3.3 '[еретическое моделирование и результаты расчетов
3.4 Эксперимен ты с наложением дополнительного воздействия на активный обьсм ВКР-нреобразования

ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
С РАЗЛИЧНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ НА АТЕРОСКЛЕРОТИЧЕСКИ ИЗМЕНЕННУЮ СОСУДИСТУЮ ТКАНЬ
4.1 Экспериментальная установка и методики
4.2 Морфологические исследования
4.3 Компьютерное моделирование
а а у Ф-спсктроскопия рзствороз оргзничсских со единений
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Электроразрядный ХеС1-лазер является старейшим и наиболее мощным из семейства электроразрядных эксиплексных лазеров на галогенидах инертных газов. Однако несмотря на хорошую экспериментальную и теоретическую изученность: подробно исследованы различные схемы накачки, определены оптимальные условия для получения максимального КПД, созданы подробные кинетические модели плазмо-химических реакций в газоразрядной плазме, в работе этого лазера по-прежнему остается ряд неясных моментов. В первую очередь это относится к механизмам формирования выходного спектра излучения ХеС1-лазера. Традиционно для эксиплексных лазеров нижнее энергетическое состояние считается разлетным, однако отличие молекул ХеС1* в том, что они имеют потенциальный минимум, в котором расположены энергетические уровни, переходы на четыре нижних из которых и формируют спектр выходного излучения в режиме свободной генерации. Вместе с тем в литературе почти не представлены данные по характеристикам усиления на различных линиях молекулы ХеС1* (исключением служит работа [1], где приводится динамика коэффициента усиления на линии 0-1). Неясно, как влияет динамика населенностей нижних уровней и интенсивности насыщения лазерных переходов на формирование спектра. С другой стороны, расширяющееся поле технологических применений требует от ХеС1-лазера уже не просто мощного достаточно широкополосного УФ-излучения, а прежде всего достижения высокой спектральной яркости в отдельных линиях, включая слабые. В связи с этим актуальной становится задача получения эффективной генерации на слабых линиях молекулы ХеС1, для которых обычные методы спектральной селекции оказываются малоэффективными. Решение этой задачи позволит значительно повысить эффективность управления спектром выходного излучения лазера и сделает последний более гибким инструментом, в частности в таких областях его применений как дистанционное зондирование и медицина, особенно в сочетании с преобразованием части излучения в более длинноволновые дипазоны посредством вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР).
Имея возможность управления спектром генерации ХеС1-лазера и совмещая такой лазер с ВКР-ячейкой, спектром преобразования которой мы также можем управлять, мы фактически получим многоволновой перестраиваемый источник

Федерации выпущено более 2000 хирургических лазерных установок, которые применяются более чем в 100000 медицинских учреждений [123]
Однако приоритетной областью лазерной хирургии является эндоскопическая хирургия, когда лазерная энерги по гибкому волоконному световоду подается непосредственно в любую труднодоступную полость человеческого тела. В настоящее время продолжается интесивная разработка способов лазерных эндоскопических вмешательств при различных заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы, оперативных вмешательств в полости матки, мочевого пузыря и пр. При этом идег острая конкуренция между YAG-лазерами, лазерами на парах меди, аргоновыми и экимерными лазерами [130]. Причем последние, излучающие в ультрафиолетовом диапазоне, привлекают все большее внимание. Имеющиеся данные позволяют предположить, что в основе их механизма воздействия на биоткань лежит фотохимическое разрушение межмолекулярных связей и последующая абляция вещества. В этой связи их применение особенно перспективно в тех областях хирургии, где не требуется гемостаз, в частности в лазерной ангиопластике.
Использование лазерного излучения в сосудистой хирургии рассматривается как перспективный, малотравматичный путь для развития новых и эффективных средств борьбы с атеросклеротическим поражением сосудов. Транспортируемая через кварцевый гибкий световод малого диаметра (0,1 - 1 мм ) световая энергия лазерного пучка может быть использована для разрушения атеросклеротической бляшки и реканализации тромбированных сосудов [132].
В 1964 году появилось первое сообщение об успешном применении лазерного излучения для испарения атеросклеротической бляшки. P.Mc Guff и D.Bushell разрушили с помощью лазера фиброзные и жировые бляшки в сосудах умерших [133]. Ранние лазерные системы базировались на источниках инфракрасного и видимого спектра излучения, работающих в непрерывном режиме. При этом наиболее частыми осложнениями лазерной ангиопластики являлись перфорация артерии или ее аневризма. При использовании этого типа лазеров температура, с которой начинается разрушение ткани составляет 160 -240 'С, а для полного разрушения атеросклеротической бляшки требуется 300 -400'С, вследствие чего из-за рассеивания тепла в тонкостенных органах процесс лазерной деструкции всегда сопровождается образованием некробиотических