飞秒激光及其手术应用
飞秒激光器用途
飞秒激光器用途
飞秒激光器是一种新型的激光器，其使用范围广泛。
以下是它的常见用途：
1.医学应用：飞秒激光器可用于眼科手术，如LASIK、角膜移植等。
它还可以用于皮肤治疗，如去除刺青、痣等。
2.工业应用：飞秒激光器可用于微加工，如加工细微零件、打标、切割等。
它还可以用于制造太阳能电池、LED灯等领域。
3.科学研究：飞秒激光器可以用于材料表面分析、生物化学研究以及量子物理研究等。
它还可以用于制造超快速电脉冲、太赫兹辐射等。
4.安全检测：飞秒激光器可用于检测食品和药品中的污染物，以及检测爆炸物等。
总之，飞秒激光器具有广泛的用途，可以在医学、工业、科学研究和安全检测等领域发挥重要作用。
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飞秒激光技术发展及其应用
超短脉冲展宽和压缩
Pulse stretcher
grating d f 2f d f
grating
两种主要放大方法：多通、再生
多通放大示意图
pump input
再生放大示意图
pump
output
gain
input/output
gain
polarizer Pockels cell
多通与再生的比较：
0.6 0.4 0.2 0.0 0 2 4 6
Time /ps
8
10
It is possible to replace fs Ti:sapphire laser with fs fiber laser in some areas.
高平均功率，高能量飞秒光纤CPA系统
输出平均功率：21W 重复频率：17MHz 单脉冲能量：1.2J 脉冲宽度：240fs
第七讲飞秒激光技术发展及其应用曾祥梅第七讲飞秒激光技术发展及其应用曾祥梅电子工程学院光电子技术系主要内容一飞秒脉冲激光产生二飞秒脉冲放大一飞秒脉冲激光产生二飞秒脉冲放大三阿秒脉冲的产生和测量四飞秒激光应用五总结三阿秒脉冲的产生和测量四飞秒激光应用五总结11飞秒激光脉冲的产生?光谱宽度和脉冲宽度的关系?激光模式和锁模?锁模技术被动锁模和饱和吸收体克尔透镜效应和钛宝石激光主动锁模其它锁模技术被动锁模和饱和吸收体克尔透镜效应和钛宝石激光主动锁模其它锁模技术光谱宽度和脉冲宽度的关系海森伯测不准原理限制
重复频率 输出能量 平均功率 光束直径
1 kHz 20 mJ 20 W 3 mm
10 kHz 1.8 mJ 18 W 1 mm
100 kHz 0.2 mJ 20 W 250 µm
Pump power 100 W
飞秒激光在眼科手术中的应用
飞秒激光在眼科手术中的应用飞秒激光以其独特的扫描精确性、安全性、可预测性、可重复性、微创口等优势，在角膜屈光矫正、角膜穿透移植、角膜板层移植、以及圆锥角膜治疗、辅助白内障手术、角膜及晶体矫正老视等方面有广泛的应用。
随着人们对术后视力更高的要求及技术的提高，飞秒激光也成为眼科界的新宠。
我们就飞秒激光的的作用原理及在眼科手术领域的应用进行综述。
标签：飞秒激光；白内障；角膜飞秒激光是一种脉冲形式的近红外激光，具有脉冲宽度窄、重复频率高、脉冲能量低的独特优势，它不能被光学透明组织吸收的特点使它可以精确的聚集在不同深度的组织中。
它的性质为以飞秒计算周期的超短脉冲激光，脉冲时间为10～15s。
按照物理学的原理，激光能量正比于单位时间内光能的大小，达到同一效果时，脉冲相对时间越短输出的相对能量越低。
此特性对于眼部手术尤其重要，每一脉冲经过准确的空间定位，降低震荡波及产热对周边组织的损伤，减低手术中对角膜、虹膜、晶体悬韧带、晶状体囊袋等组织的损害。
自2000年以来批准用于临床后，其以安全性、精确性、有效性、均匀性、个性化制造瓣、切割边缘角膜可控性及可重复性及好的预测性的优势在国内外普遍发展。
1 飞秒激光在角膜手术中的应用1.1 飞秒激光在屈光手术中的应用传统的屈光手术采用的是微型角膜刀人工制造角膜瓣，而飞秒激光在LASIk手术中是采用电脑控制、非接触的方式制作角膜瓣，能够精确切除100～180um厚薄均匀的角膜瓣。
手术中通过激光聚焦来精确定位角膜位置、角膜瓣的蒂的长度，且其制造的角膜基质床平滑，大大减少了手术源性不规则散光，并具有良好的可重复性。
在制造过程中还可实现”个体化手术”的方案，即根据患者不同的角膜厚度、散光等情况寻找最适合的手术参数。
Kezirian等比较了飞秒激光刀Intralase与两种角膜板层刀的手术结果示：A组：飞秒激光刀组106只眼，B组：Hansatome角膜刀143只眼，C组：Carriazo-Barraquer角膜刀126只眼，结果显示三组中A组剩余±0.50D以内的患者中约91%，B组74%，C组73%；A组的瓣最薄（114±14）um，B组（156±29）um，C组（153±26）um；A组球像差最小；A组损伤上皮细胞为0.0%，B组为7.7%，C组为9.6%[1]。
飞秒激光在白内障手术中的应用及对角膜规则散光的影响
飞秒激光在白内障手术中的应用及对角膜规则散光的影响白内障是一种常见的眼部疾病，通常发生在中年及老年人群中。
随着年龄的增长，白内障的发病率也逐渐增高。
传统的白内障手术是通过超声乳化将混浊的晶状体组织分解并抽出，然后植入人工晶状体来替代原有的晶状体。
随着科技的发展，飞秒激光技术的应用给白内障手术带来了革命性的变化。
飞秒激光在白内障手术中的应用不仅提高了手术的安全性和精确度，同时也对角膜规则散光的矫正产生了积极的影响。
飞秒激光（Femtosecond laser）是一种新型的激光技术，它的脉冲时间极短，可以精确地切割组织而不会对周围组织产生影响。
在白内障手术中，飞秒激光可以被用来创建角膜切口和在晶体上创建切割点，以便于手术中将混浊的晶状体进行碎裂和抽吸。
相比传统的超声乳化手术，飞秒激光手术更加精确，减少了对角膜和周围组织的损伤，缩短了手术时间，减少了手术并发症的风险。
在白内障手术中，飞秒激光可以对角膜的曲率和厚度进行精确的调节，因此对于患有角膜规则散光的患者来说，飞秒激光手术可以提供更好的矫正效果。
角膜规则散光是一种常见的眼部问题，患者会出现视力模糊、眼睛干涩、眼疲劳等症状，给日常生活和工作带来了诸多不便。
传统的白内障手术对于患有角膜规则散光的患者来说，可能需要额外进行角膜切割手术或者在人工晶状体上植入特殊设计的镜片来进行矫正。
而飞秒激光手术则可以在白内障手术的同时对角膜规则散光进行矫正，大大简化了手术流程，减少了术后并发症的风险。
飞秒激光手术对角膜规则散光的矫正效果主要体现在以下几个方面：1. 精确的角膜形状调节：飞秒激光可以精确地调节角膜的形状和曲率，通过调整切割的深度和位置来改变角膜的几何形状，从而矫正散光。
2. 个性化的治疗方案：飞秒激光可以根据患者的眼部结构和散光情况进行个性化的治疗方案设计，确保矫正效果更加精确和稳定。
3. 术后恢复快速：飞秒激光手术对角膜的损伤更小，术后恢复更加快速，减少了术后并发症的风险，提高了手术的安全性。
飞秒激光器用途
飞秒激光器用途
飞秒激光器是一种高能量、短脉冲、高频率的激光器，其发射的脉冲时间为飞秒级别，即每个脉冲的时间只有几百万亿分之一秒。
由于其高能量、高精度和高稳定性，飞秒激光器在许多领域都有广泛的应用。
在微电子领域，飞秒激光器可以用于微米级别的加工和切割，例如在晶体管、集成电路和光学器件的生产过程中。
此外，飞秒激光器还可以用于制造纳米级别的微处理器和量子点。
在医疗领域，飞秒激光器可以用于眼科手术，例如LASIK角膜手术，其通过利用激光器的高精度和高稳定性，将激光束聚焦在角膜上进行切割和重塑，从而改善视力。
在科学研究领域，飞秒激光器可以用于研究物质的量子力学特性和光学性质，例如在光谱学、化学反应动力学和物理学的研究中。
在工业领域，飞秒激光器可以用于制造高精度零部件和模具，例如在航空航天、汽车和精密机械制造过程中。
总之，飞秒激光器有着广泛的应用前景，其高能量、高精度和高稳定性使其成为许多行业不可或缺的工具。
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飞秒激光技术的应用前景
飞秒激光技术的应用前景激光技术从问世至今已经发展了几十年，应用范围涉及到医疗、通讯、材料处理、光学仪器等众多领域。
而其中，飞秒激光技术作为一种新兴的技术，给我们带来了更多的发展前景。
一、飞秒激光技术简介飞秒激光简单地说，就是一种快速的激光技术，其脉冲宽度仅为10-15秒。
在过去，激光技术因为没有很好的纳秒级别的技术支持，无法实现高精度加工，但随着飞秒激光技术的问世，这一瓶颈得以突破。
由于其特殊的技术特点，飞秒激光在工业、科研各领域都有着很大的应用前景。
二、飞秒激光技术在医疗上的应用在医疗领域中，飞秒激光技术可以用于近视矫正手术等眼部手术中。
它的作用是借助高能量短脉冲光，将角膜组织切割，达到改善视力的效果。
由于飞秒激光的加工精度极高，切割角膜时不会对眼睛的内部组织及血管造成任何损伤，因此成功率大，风险也较小。
除了眼部手术，飞秒激光技术还可以用于美容保健。
三、飞秒激光技术在材料加工中的应用在工业加工中，飞秒激光技术同样有着广泛的应用。
用飞秒激光加工工艺加工的材料，表面光洁度能够达到毫米级别。
与以往的加工方法相比，更为优秀。
它可以被用于制造更为细小的微型元器件以及精密装置。
飞秒激光技术不仅可以制造小型零部件，还可以加工极硬高强度的材料，改善原本微弱脆弱的材料。
四、飞秒激光技术在通讯领域的应用飞秒激光技术在通讯技术中也有着很大的应用前景。
它能够制造出高精度的退火、超导等设备，并且还能在寿命不长的器件中使用。
同时，飞秒激光技术还可以用于数据传输。
在数据加密过程中，飞秒激光技术能够用于制作不可破译的加密设备。
此外，飞秒激光技术还可以用于制造纳米计量的光学设备，进一步提升现代通讯技术的效率。
五、结语总体来说，飞秒激光技术的应用前景十分广阔。
如今，工业制造、生物医药、通讯技术、光学仪器等领域都对飞秒激光技术有着越来越多的需求，也将有越来越多的技术实现在这一领域中。
未来，飞秒激光技术将在各领域不断推出新的应用，给人们的生活带来更多的便利和改善。
飞秒激光在眼科手术中的应用
飞秒激光在眼科手术中的应用随着科技的不断进步与发展，飞秒激光在眼科手术领域中的应用已经变得越来越广泛。
飞秒激光技术是一种高精度、高效率、非侵入性的手术治疗技术，可以应用于角膜屈光手术、白内障摘除术、青光眼治疗、眼底手术等多种领域。
在这篇文章中，我们将探讨飞秒激光在眼科手术中的应用及其优点。
一、飞秒激光技术首先，必须要了解飞秒激光技术的基本原理。
飞秒激光技术是通过产生超快速的激光脉冲，对组织进行微观精细的切割以及形状调整。
飞秒激光每秒钟可以完成数百万次的重复动作，每一次都精确到微米级别，同时还能够掌控切割的深度、形状以及速度，从而创造出具有最佳治疗效果的理想形态。
二、角膜屈光手术在角膜屈光手术中，飞秒激光被用于制造角膜切割（FLAP）和激光刻蚀（LASEK）之中。
通过飞秒激光技术可以精确地创造翻盖，掌控切口的深度和形态，减少了手术的痛苦和并发症的发生率。
此外，飞秒激光还可以扫描并处理眼部数据，然后通过精确的操作来打造形状和大小符合消费者个性要求的角膜。
三、白内障摘除术在白内障摘除术中，飞秒激光被用于切割人工晶状体的安装口径，以及优化切口的完美度。
利用飞秒激光技术可以消除传统手术手动制作切口的误差，从而实现高精度、高效率的手术。
并且，使用飞秒激光技术的术后恢复时间较短，更具安全性和可靠性。
四、青光眼治疗青光眼治疗是诊治眼伤的一项最重要的辅助手段之一。
通过飞秒激光技术，可以有效改善青光眼患者的症状，并减少青光眼引起的视力损伤。
飞秒激光技术的操作过程非常精细和安全，因此可用于直接处理眼角膜或通过眼睫毛微量注射的方法来治疗青光眼。
五、眼底手术在眼底手术中，飞秒激光技术被广泛使用于切割和打孔术。
随着眼底手术技术的不断发展和改进，飞秒激光技术的应用也变得更加广泛和精细。
飞秒激光用于眼底手术的一个优点是创口精度高，减少了术后并发症和恢复时间。
综上所述，飞秒激光在眼科手术中的应用，可以有效地缩短手术时间，降低风险及并发症率，精度和安全性相对较高。
全飞秒的原理和应用是什么
全飞秒的原理和应用是什么1. 全飞秒技术概述•全飞秒是一种用于激光加工和媒体传输的先进技术。
•全飞秒技术利用飞秒激光器产生非常短暂但强大的激光脉冲。
•全飞秒技术的主要特点是脉冲宽度极短，达到飞秒级别（10^-15秒）。
2. 全飞秒技术的原理•全飞秒技术的根本原理是激光脉冲的生成和控制。
•全飞秒激光器通过使用谐振腔和特殊的激光介质来实现激光脉冲的产生。
•脉冲宽度短的激光脉冲可以通过调整激光介质的性质和腔长来实现。
•全飞秒技术还利用了非线性光学效应，如自相位调制和光学整流效应。
3. 全飞秒技术的应用3.1 激光加工•全飞秒技术在激光加工领域有广泛的应用。
•全飞秒激光脉冲的短脉冲宽度和高能量可以实现高精度和高速度的微细切割。
•应用领域包括微电子器件加工、生物医学器械加工和精密雕刻等。
3.2 生物医学•全飞秒技术在生物医学领域也有重要的应用。
•全飞秒激光脉冲可以用于进行激光近视手术、角膜切割和白内障手术等。
•由于脉冲宽度极短，光能量在瞬间释放到组织中，几乎不会产生热损伤，对组织的损伤极小。
3.3 光通信•全飞秒技术也在光通信领域得到应用。
•全飞秒激光脉冲可以在光纤中传输更大的信息量。
•全飞秒脉冲在光通信中的应用包括光纤放大器、光开关和光调制器等。
3.4 材料科学•全飞秒技术在材料科学中有很多研究和应用。
•全飞秒激光脉冲可以实现材料的超快动力学研究。
•全飞秒技术在材料表面处理、生长和改性中有广泛的应用。
4. 全飞秒技术的优势和挑战4.1 优势•全飞秒技术具有很多优势，如高精度、高速度和非接触加工。
•全飞秒脉冲宽度极短，可以实现非热效应的加工，避免了材料热损伤。
•全飞秒技术在微纳加工和超快动力学研究中有独特的优势。
4.2 挑战•全飞秒技术也面临一些挑战。
•全飞秒激光器的成本较高，限制了其在一些应用中的推广。
•全飞秒技术对激光脉冲质量和能量稳定性的要求较高，需要先进的光学技术和控制手段。
5. 总结•全飞秒是一种应用广泛的激光技术，其原理是通过产生和控制短时且强大的激光脉冲来实现高精度和高速度的加工和研究。
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——Sugar A, Ultrafast ( femtosecond ) laser refractive surgery. Curr Opin Ophthalmol , 2002, 13:246-249
销量
目前，全国销售100台 手术量占全国总手术量的2/3，超过了50万粒
LDV飞秒激光
什么是飞秒
简介几个相关的时间计量单位(以秒为参照点)
时=3600秒 分=60秒 秒 毫秒=0.001秒 微秒=0.000 001秒 纳秒=0.000 000 001秒 皮秒=0.000 000 000 001秒 飞秒=0.000 000 000 000 001秒 在1飞秒内, 光只能传输----0.0003毫米(真空中)
用二次谐波成像技术研究经飞秒激光切削后角膜变化 王艳艳[1] 韩蒙[2] 孙辉[2] JOSEFBille[2] 任秋实[1] [1]上海交通大学激光与光子生物医学研究所,中国上海 《激光生物学报》2005年第14卷第5期
ห้องสมุดไป่ตู้
Second Harmonic Generation SHG成像技术能在不破坏角膜的情况下获得高对比度的角膜层析图像,分辨率为 500 nm. 实验中采用猪眼,半导体激光泵浦的锁模钕玻璃飞秒激光,波长1.06μm,脉宽800fs,频率1000Hz,单脉冲 能量5 μ J,聚焦后的光斑直径5 μm. 激光手术中,红外飞秒激光聚焦到待切削角膜的一定深度后,焦点处高的能量密度会引起分子的多光子吸收, 产生 一系列自由载流子, 之后引发的雪崩效应更使载流子急剧增加,导致了光致破裂LIOB和等离子体现象的出现,快 速向外扩张的等离子体和冲击波在有效地离解了角膜组织后,产生了一系列小气泡,气泡中的气体很快就会通过 扩散和细胞的新陈代谢作用而排出,塌陷后的气泡就是激光切削的最终效果.由于出现LIOB的阈值的平方与激光 的脉冲宽度成正比,所以聚焦飞秒激光用很低的能量就可切削角膜,大大减少了角膜的热损伤,减少术后并发症的 发生机率. 从红外飞秒激光与角膜相互作用原理可以看出,最终影响角膜切削效果的是由等离子扩散和冲击波导致的气泡的 大小,以及周围胶原纤维受影响而变形的程度, 同时气化组织的多少和形状也会影响最后角膜的曲率,飞秒激光的 精确切削和手术的效果也就完全依赖于是否可以有效地控制这些作用过程.
10-3 10 -12 10 -9 10 -6 10 -3 0 10 10 3
Interaction time [s]
飞秒激光在LASIK手术中的应用
基本作用原理：光致分解作用－光致化学损伤时，角膜组织迅速电离
，形成等离子区。其内部电子吸收激光脉冲的大部分能量，将其自身加 热，导致相互作用区域内的物质被气化，形成切削。
飞秒相对于纳秒和皮秒级的激光更适合角膜屈光手术
Corneal refractive surgery with femtosecond lasers Juhasz, T. Loesel, F.H. Kurtz, R.M. Horvath, C. Bille, J.F. Mourou, G. Center for Ultrafst Opt. Sci., Michigan Univ., Ann Arbor, MI; This paper appears in: Selected Topics in Quantum Electronics, IEEE Journal of Publication Date: Jul/Aug 1999 作者认为, 飞秒激光器相对于纳秒级和皮秒级的激光器而言, 能够减 少角膜切削中产生的冲击波, 同时生成更小的气泡腔室, 在动物眼睛 上面实现了精确的切削, 结论认为, 飞秒激光比较机械式和其它相对 脉宽较大的激光而言都更加适用于高精度的多样化的角膜屈光手术.
左图为单个脉冲形成的空腔,右 图为脉冲累积效应-条状切削线, 在临床上,角膜瓣也就是由一系 列的切削线组成,图中切削线两 边的边界非常清晰,周围的胶原 纤维没有受激光切削的影响,这 样的切削效果对病人的术后恢 复和术后效果稳定都是非常有 好处的.
补充说明
飞秒级激光脉冲在切削角膜过程中, 伴随着冲击波、空穴和气泡 的形成。由于飞秒激光脉冲达到光致分解效应所要求的功率密度 所需激光能量很小（<1 μ J）, 随着脉冲持续时间的减少, 损伤的 流量(能量/面积)阈值也随之减小, 因此所产生的冲击波和空穴效应 等副作用都很小。超短脉冲激光应用于角膜组织的研究已经表明 最优脉冲持续时间在几百个飞秒内, 因为对于较短的脉冲, 光学损 伤阈值也相应较小
1飞秒是什么概念,能发生什么事, 以光传输为例:
为什么选择飞秒
Laser Tissue Interaction
10 12
photodisruption photoablation
Intensity [W/cm2]
109
10
6
vaporisation
10
3
coagulation
10 0
photo chemistry