Vísindaeyjateymi slær í gegn í hápúlsorku mið-innrauðri ljósleiðarasendingu

Nýlega hefur hópur vísindamannsins Jiang Haihe við Heilbrigðisstofnunina, Hefei Institute of Physical Sciences, Kínverska vísindaakademían, náð mikilvægum framförum í rannsóknum á háorku púls leysir flutningskerfi á mið-innrauða bylgjulengdarsviðinu, og hefur hannaði 6-hola öruppbyggðan and-resonance hol-kjarna trefjar (AR-HCF) með stærra kjarnaþvermál 78 μm, sem í fyrsta skipti gerir sér grein fyrir skilvirkri sendingu háorku púlsaðs leysirljóss með 2,79 μm bylgjulengdarbandi við stofuhita. Niðurstöðurnar hafa verið birtar í hinu alþjóðlega þekkta Optical TTG. Niðurstöðurnar hafa verið birtar í Optics and Laser Technology, alþjóðlega viðurkenndu sjónrænu TOP tímariti.
Laser lækningatæki þurfa venjulega sveigjanlegan legg til að senda leysiljósið til sjúklingsins, en flest hefðbundin mið-innrauð leysir lækningatæki nota ljósleiðaraarm til að senda leysiljósið. Hins vegar hefur hefðbundin ljósleiðararmaðferð við leysisendingu mörg vandamál, svo sem flókna kerfisuppbyggingu, lágt flutningsskilvirkni og skortur á sveigjanleika. Notkun ljósleiðarasendingar getur leyst ofangreind vandamál, en efnið af solid-kjarna ljósleiðara í mið-innrauða bandi leysisskaðaþröskuldsins er lágt og getur ekki uppfyllt 3μm band erbium leysir lækningatæki með mikla orkuþéttleika af ljósleiðaraþörfum. Þess vegna hannaði og rannsakaði rannsóknarteymið einfalda uppbyggingu, mikla tengingarskilvirkni, háan skaðaþröskuld og sveigjanlegan flutning á AR-HCF öðrum ljósleiðaraarm til að senda leysiorku.
Teymið notaði hönnuð 6-hola örbyggingu AR-HCF með stórum kjarnaþvermáli 78 μm í fyrsta skipti til að senda á skilvirkan hátt háorku púls leysigeisla á 2,79 μm bandinu við stofuhita. Án þess að skemma trefjarnar er meðaltal tengiflutningsnýtni á öllu svæðinu 77,3% og hæsta tengiflutningsskilvirkni nær 85% undir háum geislagæðum og lítilli tengiorku. Ef loftgleypt deyfingin í kjarnanum er dregin frá er eigin flutningsnýtni hins uppbyggða trefjakerfis í raun yfir 90%. Kerfið nær 11,78 mJ hámarks púlsandi leysirorku, með samsvarandi orkuþéttleikaþröskuldi upp á 350 J/cm2, sem er langt umfram gildið sem þarf til að fjarlægja mjúkvef í lifandi lífverum. Á sama tíma er lágmarks beygjuradíus AR-HCF 20 cm og samsvarandi tap getur mætt klínískum þörfum skurðlæknisins og gæði leysigeisla við úttaksenda AR-HCF er betri en við inntaksenda. , sem er góð framför.
Í samanburði við núverandi ljósleiðara úr öðrum byggingum og efnum fyrir 2,79 μm bylgjulengdarsendingar, hefur 6-holabygging kísilsins AR-HCF sterkari vélrænan stöðugleika, hærri skaðaþröskuld og lægri beygjunæmi og er betri en flutningur hefðbundnum ljósleiðaraarmum. Þessi rannsókn opnar nýja leið fyrir skilvirka sendingu á 2,79 μm Cr,Er:YSGG læknisfræðilegum solid-state leysir.

Mynd 1. AR-HCF þversniðsbygging

Mynd 2. 2,79 μm AR-HCF rýmissending tilraunatæki

Mynd 3. Tap á AR-HCF með mismunandi beygjuradíus og beygjustefnu