Импульсно-периодический тулиевый волоконный лазер Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

ВКВО-2019- Волоконные лазеры и усилители

ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ТУЛИЕВЫЙ

ВОЛОКОННЫЙ ЛАЗЕР

*

Колегов А.А ., Софиенко Г.С.

ФГУП «РФЯЦ-ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина», г. Снежинск * E-mail: albatrosing@yandex.ru

DOI 10.24411/2308-6920-2019-16119

Тулиевые волоконные лазеры стали популярны благодаря их спектру излучения, который лежит в области от 1900 нм до 2100 нм. Они находят применение в таких направлениях как медицина (лазерные хирургические аппараты) [1-4], накачка гольмиевых активных элементов [5], которые имеют обширное применение в медицине [6] и в лидарных системах [6]. Наиболее востребованы тулиевые лазеры в медицине. В настоящее время разработано множество методик лечения заболеваний с помощью лазерного излучения, которые нашли применение в оториноларингологии, дерматокосметологии, лечении сосудистых заболеваний, кардиохирургии, ортопедии и травмоталогии, нейрохирургии, гинекологии и проктологии, хирургии, стоматологии, урологии и др.

Характер воздействия излучения на биоткани существенно зависит от длины волны. Спектр излучения волоконных лазеров с активным волокном, легированным ионами тулия соответствует выраженному пику поглощения в биотканях. Излучение в этой области спектра обладает хорошими режущими свойствами, малой зоной теплового повреждения и хорошей коагуляцией. Лазеры мощностью до 40 Вт успешно используются для остеоперфорации, в геникологии, проктологии и сосудистой патологии. В последнее время стали использоваться спросом лазеры с мощностью излучения 50-120 Вт в урологии для трансуретальной энуклеации простаты и литотрипсии (дробление камней в организме человека). Наилучший эффект последних двух операций (как и большинства других) с использованием лазерного излучения наблюдается при использовании импульсно-периодического режима излучения. Такой режим может быть достигнут с помощью модуляции излучения источников накачки активного волокна лазера или с помощью модуляции добротности резонатора. В последнем случае лазер имеет малые массогабаритные характеристики и высокую пиковую мощность излучения. Как показали исследования [7], хороший клинический эффект наблюдается при использовании излучения со следующими параметрами: длительность импульса 100 нс, частота следования импульсов 100 кГц, средняя мощность излучения 10 Вт. Излучение с указанными характеристиками можно получить в тулиевом волоконном лазере с пассивной модуляцией добротности. Концептуальная схема лазера представлена на рис. 1.

Р

Рис. 1. Принципиальная схема тулиевого волоконного лазера с пассивной модуляцией добротности

резонатора

HR, HT - волоконные брегговские решетки (зеркала резонатора), MPC - волоконный объединитель накачки, TDF - тулиевое волокно, SA - насыщающийся поглотитель, P - источник накачки

В представленной на рис.1 схеме достигнута генерация излучения с необходимыми для проведения операций параметрами. Литература

1. Abushkin I.A., et al. Proc. ofSPI.E 892,89263Q1-89263Q11(2014)

2. Abushkin I.A., et al. Proc. of SPIE. 8565, 85650V1-85650V7 (2013)

3. Thomas R., et al. World J. Uro1. 28, 45-51 (2010)

4. Серебряков В А., и др., Опт. ж.12, 3-13 (2015)

5. Серебряков В А, и др. Опт. ж. 12. 17-24 (2016)

6. Scholle K., et al. Frontiers in Guided Wave Optics and Optoelectronics, 471-500 (2010)

7. Замятина В А., и др. Радиофотоника 4, 20-35 (2015)

238 №6 2019 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2019» www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru