Ho bonts'itsoe mochine o tiileng le o tiileng oa naha eohle (MIR) ho 6.45 um e nang le matla a phahameng a tlhahiso le boleng bo haufi le Gaussian. Matla a phahameng a 1.53 W ka bophara ba pulse ea hoo e ka bang 42 ns ho 10 kHz e finyelloa ka ho sebelisa ZnGeP2 (ZGP) Optical parametric oscillator (OPO) 。 Ona ke matla a phahameng ka ho fetisisa a karolelano ea 6.45 um ea laser leha e le efe e tiileng ea naha ho ea kamoo re tsebang kateng.Karolelano ea boleng ba boleng bo lekantsoeng ho ba M2=1.19.
Ho feta moo, botsitso ba matla a phahameng bo tiisitsoe, ka phetoho ea matla e ka tlase ho 1.35% rms ho feta 2 h, 'me laser e ka sebetsa ka katleho ho feta 500 h ka kakaretso. Ho feta moo, ts'enyehelo ea ts'enyehelo e hlahlobjoa lekhetlo la pele, ho latela tsebo ea rona, 'me liphetho li bonts'a hore laser ena ea MIR e na le bokhoni bo botle ba ho ablation, e leng se etsang hore e ka nkela li-electron lasers tsa mahala.©2022 Sehlopha sa Phatlalatso sa Optica
https://doi.org/10.1364/OL.446336
Mid-infrared (MIR) 6.45 um laser radiation e na le ts'ebeliso e ka bang teng litsing tsa bongaka tse nepahetseng haholo ka lebaka la melemo ea eona ea sekhahla se seholo sa phokotso le ts'enyehelo e nyane [1]. Raman lasers, le solid-state lasers tse thehiloeng ho oscillator ea paramet-ric oscillator (OPO) kapa phapang frequency generation (DFG) hangata e sebelisoa mehloli ea laser ea 6.45 um. Leha ho le joalo, litšenyehelo tse phahameng, boholo bo boholo, le sebopeho se rarahaneng sa FELs li thibela Li-lasers tsa mouoane oa Strontium le li-laseser tsa Raman tsa khase li ka fumana lihlopha tse shebiloeng, empa ka bobeli li na le botsitso bo fokolang, ser-khuts'oane.
Liphuputso li bontšitse hore 6.45 um solid-state lasers li hlahisa mefuta e fokolang ea mocheso oa letamo ka har'a lisele tsa baeloji le hore botebo ba tsona bo tebile ho feta ba FEL tlas'a maemo a tšoanang, a netefalitseng hore a ka khona ho etsa joalo. e ka sebelisoa e le mokhoa o atlehang oa ho sebelisa li-FELs bakeng sa phepelo ea li-tissue tsa baeloji [2】. Ho feta moo, li-laser tse tiileng li na le melemo ea sebopeho se kopaneng, botsitso bo botle, le
ts'ebetso ea tabletop, e ba etsa lisebelisoa tse tšepisang tsa ho fumana mohloli oa leseli oa a6.45μn.Joalo ka ha ho tsebahala, likristale tse se nang moeli tsa infrared li bapala karolo ea bohlokoa ts'ebetsong ea phetolo ea khafetsa e sebelisetsoang ho fihlela li-laser tsa MIR tse sebetsang hantle. Likristale tsena li kenyelletsa boholo ba li-chalcogenides, joalo ka AgGaS2 (AGS) 【3,41, LiInS2 (LIS) 【5,61, LilnSe2 (LISe) 【7】 BGS8 ） 7 】 】 7 】 】 〈 】, le BaGaSe (BGSe) 【10-12】, hammoho le metsoako ea phosphorus CdSiP2 (CSP) 【13-16】 le ZnGeP2 (ZGP) 【17】; tse peli tsa morao-rao li na le tse kholo tse sa sebetseng hantle. mohlala, mahlaseli a MIR a ka fumanoa ka CSP-OPOs. Leha ho le joalo, boholo ba li-CSP-OPO li sebetsa ka nako e telele (pico-le femtosecond) 'me li pompeloa ka mokhoa o lumellanang ke hoo e ka bang 1 um mode-locked lasers. Litsamaiso tsa SPOPO) li na le mokhoa o rarahaneng 'me li theko e boima.Matla a tsona a tloaelehileng a ka tlaase ho 100 mW hoo e ka bang 6.45 um【13-16】.Ha e bapisoa le kristale ea CSP, ZGP e na le tšenyo e phahameng ea laser thre.shold (60 MW/cm2) , mocheso o phahameng oa conductiv-ity (0.36 W/cm K) le coefficient e ka bapisoang le nonlinear (75pm/V). lisebelisoa tsa matla 【18-221.Ka mohlala, ho ile ha bontšoa sebaka se bataletseng se bataletseng sa ZGP-OPO se nang le mefuta e fapaneng ea 3.8-12.4 um pumped ka laser 2.93 um laser. 1.2 mJ 【201.Bakeng sa wavelength e khethehileng ea 6.45 um, matla a maxi-mum a single-pulse a 5.67 mJ ka ho pheta-pheta 100 Hz e ile ea finyelloa ka ho sebelisa lesale la OPO le sa reroang le thehiloeng holim'a kristale ea ZGP.Ka ho pheta-pheta ho pheta-pheta ha 100 Hz. maqhubu a 200Hz, karolelano ea matla a 0.95 W a fihletsoe 【221. Ho ea kamoo re tsebang kateng, ona ke matla a phahameng ka ho fetisisa a fihletsoeng ho 6.45 um.Liphuputso tse seng li ntse li le teng li fana ka maikutlo a hore ho hlokahala matla a phahameng a lekaneng bakeng sa phepelo ea lisele tse sebetsang hantle 【23】.Ka hona, ntshetsopele ea mohloli o sebetsang oa matla a phahameng a 6.45 um laser e ka ba ea bohlokoa haholo ts'ebetsong ea meriana ea likokoana-hloko.Lengolong lena, re tlaleha laser e bonolo, e tiileng ea MIR 6.45 um laser e nang le matla a pharalletseng a phahameng mme e ipapisitse le ZGP-OPO e pompetsoeng ke nanosecond (ns)-pulse 2.09 um
Matla a phahameng ka ho fetesisa a 6.45 um laser a fihla ho 1.53 W ka bophara ba pulse ea hoo e ka bang 42ns ka lebelo la ho pheta-pheta la 10 kHz, 'me e na le boleng bo botle ba boleng. e ea batlisisoa.Mosebetsi ona o bontša hore laser ke mokhoa o atlehang oa ho ntša mesifa ea 'nete, kaha e sebetsa joalo ka laser scalpel.Setupo sa liteko se tšoantšitsoe ho Fig.1.ZGP-OPO e pompuoa ke laser e entsoeng hae ea LD-pumped 2.09 um Ho:YAG e fanang ka 28 W ea matla a karolelano ho 10 kHz. FWHM) le karolelano ea boleng ba boleng ba M2 ea hoo e ka bang 1.7.MI le M2 ke liipone tse peli tse 45 tse nang le seaparo se khanyang haholo ho 2.09 um. ,f2 = 100 mm) li sebelisoa bakeng sa ho kopana ha sefate ka bophara ba 3.5 mm ka kristale ea ZGP.An optical isolator (ISO) e sebelisetsoa ho thibela pompo ea pompo ho khutlela mohloling oa pompo ea 2.09 um. (HWP) ho 2.09 um e sebelisetsoa ho laola polarization ea leseli la pompo.M3 le M4 ke liipone tsa OPO cavity, tse nang le CaF2 e bataletseng e sebelisoang e le thepa ea substrate. beam le li-high-reflection tse koahetsoeng (98%) bakeng sa 6.45 um idler le 3.09 um signal wave wave.um le 3.09 um mme e lumella phetiso e sa fellang ea 6.45 um idler.Kristale ea ZGP e khaotsoe ho 6-77.6 ° andp = 45 ° bakeng sa mofuta oa JⅡ phase matching 【2090.0 (o)6450.0 (o)+3091.9 (e)】, e loketseng haholoanyane bakeng sa tlhahiso e khethehileng ea leqhubu le leqhubu le khanyang Bophahamo ba mola ha bo bapisoa le mofuta oa pele oa kristale. Litekanyo tsa kristale ea ZGP ke 5mm x 6 mm x 25 mm, 'me e bentšitsoe, 'me e hahiloe ka mahlakoreng a mabeli bakeng sa maqhubu a mararo a ka holimo. e tsitsitseng ka sekoting sa mocheso oa koporo se nang le pholileng ea metsi (T = 16) .Bolelele ba cavity ke 27 mm. Nako ea ho ea le ho khutla ha OPO ke 0.537 ns bakeng sa laser ea pompo. Re ile ra leka moeli oa tšenyo ea kristale ea ZGP ka R. -on-I mokhoa 【17】.Monyako oa tšenyo ea kristale ea ZGP o ne o lekantsoe ho ba 0.11 J/cm2 ho 10 kHz. tekong, e tsamaellanang le matla a phahameng a matla a 1.4 MW / cm2, a tlaase ka lebaka la boleng bo tlase ba ho roala.Matla a hlahisoang ke khanya e sa sebetseng a lekanngoa ka mitha ea matla (D, OPHIR, 1 uW ho 3 W), 'me bolelele ba lebone la lebone bo hlahlojoa ke spectrometer (APE, 1.5-6.3 m). fumana matla a phahameng a tlhahiso ea 6.45 um, re optimize moralo oa liparamente tsa OPO. Ketsiso ea linomoro e etsoa ho ipapisitse le mohopolo oa ho kopanya maqhubu a mararo le li-propagation cquations tsa paraxial [24,25】; sebelisa liparamente tse tsamaellanang le maemo a liteko 'me u nke sekhahla sa ho kenya se nang le profil ea Gaussian sebakeng le nako.Kamano lipakeng tsa seipone sa tlhahiso ea OPO
phetisetso, matla a pompo ea matla, le katleho e hlahisoang e ntlafatsoa ka ho sebelisa sekhahla sa pompo ka har'a sekoti ho fihlela matla a phahameng a phallo ha ka nako e ts'oanang ho qoba tšenyo ea kristale ea ZGP le lisebelisoa tsa optical. W bakeng sa ts'ebetso ea ZGP-OPO. Liphetho tse tšoanang li bonts'a hore le ha ho sebelisoa sesebelisoa se nepahetseng ka ho fetesisa se nang le phetisetso ea 50%, boholo ba matla a phahameng a phahameng ke 2.6 x 10 W/cm2 ho ZGP crys-tal, le karolelano ea matla a tsoang. e fetang 1.5 W e ka fumanoa. Setšoantšo sa 2 se bontša kamano pakeng tsa matla a hlahisoang a lekanyelitsoeng a setsoalle ho 6.45 um le matla a pompo ea ketsahalo. E ka bonoa ho Fig.2 hore matla a hlahisoang ke motho ea sa sebetseng a eketseha ka monotonously matla a pompo ea ketsahalo. Mohaho oa pompo o lumellana le karolelano ea matla a pompo ea 3.55WA boholo ba matla a sa sebetseng a 1.53 W a fihlelleha ka matla a pompo a ka bang 18.7 W, a tsamaellanang le katleho ea phetoho ea optical-to-opticalF hoo e ka bang 8.20%% le quantum conversion cfliciency of 25.31%. Bakeng sa polokeho ea nako e telele, laser e sebelisoa hoo e ka bang 70% ea matla a eona a phahameng a ho tsoa. e bonts'itsoeng ho inset (a) ho Fig.2. Ho fumanoa hore ho feto-fetoha ha matla ho lekantsoeng ho ka tlase ho 1.35% rms ka 2 h, le hore laser e ka sebetsa ka katleho ho feta 500 h ka kakaretso. The wavelength ea wave wave wave e lekantsoe ho e-na le ea setsoalle ka lebaka la sebaka se lekanyelitsoeng sa maqhubu a spectrometer (APE, 1.5-6.3 um) se sebelisitsoeng tekong ea rona.The wavelength ea pontšo e lekantsoeng e tsepamisitsoe ho 3.09 um le bophara ba mohala ke hoo e ka bang 0.3 nm, joalokaha ho bontšitsoe inset (b) ea Fig.2.Bohareng ba maqhubu a setsoalle bo nkoa e le 6.45um. Bophara ba pulse ea motho ea sa sebetseng bo fumanoa ke photodetector (Thorlabs,PDAVJ10) mme e ngotsoe ke digital oscilloscope (2GHz Tcktronix， ） .A tloaelehileng oscilloscope waveform e bontšitsoe Fig.3 le bontša pulse bophara ba hoo e ka bang 42 ns. The pulse widthke 41.18% e fokolang bakeng sa 6.45 um idler ha e bapisoa le 2.09 um pump pulse ka lebaka la phaello ea nakoana e fokolang ea ts'ebetso ea phetoho ea maqhubu a nonlinear. 6.45 um idler e lekanngoa ka lebone la laser
analyzer (Spiricon, M2-200-PIII) ho 1 W ea matla a tlhahiso, joalokaha ho bontšitsoe ho Fig.4. Litekanyetso tse lekantsoeng tsa M2 le M, 2 ke 1.32 le 1.06 hammoho le x axis le y axis, ka ho latellana, e tsamaellanang le karolelano ea boleng ba boleng ba M2 = 1.19. The insct of Fig.4 e bonts'a mahlakore a mabeli (2D) profil ea matla a beam, e nang le mokhoa o haufi oa sebaka sa Gaussian. Ho netefatsa hore 6.45 um pulse e fana ka katleho, teko ea bopaki ba molao-motheo e kenyelletsang laser ablation ea boko ba porcine e etsoa.An f = 50 lense e sebelisoa ho lebisa tlhokomelo ea 6.45 um pulse beam ho ea fihla thekeng ea radius e ka bang 0.75 mm. e behiloe moo ho shebisitsoeng seipone sa laser.Mocheso oa holim'a metsi (T) oa lisele tsa likokoana-hloko e le mosebetsi oa sebaka sa radial r se lekanngoa ke thermocamera (FLIR A615) synchronously nakong ea ts'ebetso ea ho ntša metsi. ,2,4,6,10,le 20 s ka matla a laser a I W. Bakeng sa nako e 'ngoe le e 'ngoe ea mahlaseli, libaka tse tšeletseng tsa lisampole li hlakotsoe:r=0,0.62,0.703,1.91,3.05, le 4.14 limilimithara hammoho le tataiso ea radial mabapi le ntlha e bohareng ea boemo ba mahlaseli, joalokaha ho bontšoa ho Fig.5. Li-square ke data e lekantsoeng ea mocheso. E fumanoa ho Fig.5 hore mocheso oa holim'a metsi. ka ablation boemo ba lesela le eketseha ka nako e ntseng e eketseha ea mahlaseli.The phahameng ka ho fetisisa mocheso-tempereichate sebakeng bohareng ntlha r = 0 ke 132.39,160.32,196.34;
205.57,206.95, le 226.05C bakeng sa nako ea mahlaseli a 1,2,4,6,10, le 20 s, ka ho latellana. theory conduction theory for biological tissue126】le khopolo ea ho ata ka laser ka har'a lisele tsa tlhaho [27】 e kopantsoeng le likarolo tsa optical tsa boko ba porcine 1281.
Ketsiso e etsoa ka maikutlo a ho kenya letsoho Gaussian beam. Kaha lesela la likokoana-hloko le sebelisitsoeng ho exper-iment le arohane le lisele tsa boko ba porcine, tšusumetso ea mali le metabolism mochesong ha li hlokomolohuoe, 'me lisele tsa boko ba porcine li nolofatsoa sebopeho sa cylinder bakeng sa simula-tion. Mekhahlelo e sebelisitsoeng papisong e akaretsoa ho Lethathamo la 1. Li-curve tse tiileng tse bontšitsoeng ho Feiga.5 ke likabelo tsa mocheso oa radial tse etsisitsoeng mabapi le setsi sa ablation holim'a sefahleho sa linama bakeng sa mahlaseli a tšeletseng a fapaneng. nako e telele boemo ba ablation bo eketseha ha nako ea nako ea mahlaseli e ntse e eketseha bakeng sa mahlaseli a mang le a mang. Patlisiso e fetileng e bontšitse hore lisele tse ka har'a lisele li bolokehile ka ho feletseng mochesong o ka tlase.55C, ho bolelang hore lisele li lula li le mafolofolo libakeng tse tala (T <55C) tsa li-curve ho Fig.5. The yellow zone of each curve (55C)60C) E ka hlokomeloa ho Fig.5 hore radii e etsisitsoeng ea ablation ho T = 60 ° Care0.774,0.873,0.993,1.071,1.198 le 1.364 mm, ka ho latellana, bakeng sa nako ea mahlaseli a 1,2,4,6, 10, le 20s, ha radii e etsisitsoeng ea ablation hoT=55C e le 0.805,0.908,1.037,1.134,1.271, le 1.456 limilimithara, ka ho latellana. Ha ho hlahlojoa ka bongata phello ea ablation, arca e nang le lisele tse shoeleng 82 e fumanoa. 2.394,3.098,3.604,4.509, le5.845 mm2 bakeng sa 1,2,4,6,10, le 20s ea mahlaseli, ka ho latellana.Sebaka se nang le sebaka sa ts'enyehelo ea tebeletso se fumanoa e le 0.003,0.0040.006,0.013,0.017,013 le 0.027 mm2. Ho ka bonoa hore libaka tsa laser ablation le libaka tsa tšenyo ea li-collateral li eketseha ka nako ea mahlaseli. ho ba 8.17%, 8.18%, 9.06%, 12.11%, 12.56%, le 13.94% bakeng sa linako tse fapaneng tsa mahlaseli, ho bolelang hore ts'enyehelo ea ts'enyehelo ea liphatsa tsa lefutso e nyenyane.Ka hona, liteko tse feletsengLintlha le liphetho tsa papiso li bonts'a hore laser ena ea compact, matla a phahameng, e tiileng-tsohle 6.45 um ZGP-OPO e fana ka pholiso e sebetsang ea lisele tsa baeloji. MIR pulsed 6.45 um laser source e thehiloeng ho mokhoa oa ns ZGP-OPO. Matla a phahameng ka ho fetisisa a 1.53 W a fumanoe ka matla a holimo a 3.65kW le tekanyo ea boleng ba boleng ba boleng ba M2 = 1.19. Ho sebelisa mahlaseli ana a 6.45 um MIR, a ho ile ha etsoa teko ea bopaki ba melao-motheo ea laser ablation of tissue.Kabo ea mocheso holim'a lithane tse ablated e ile ea lekoa ka liteko 'me ea etsoa ka khopolo-taba. Lintlha tse lekantsoeng li lumellane hantle le liphello tse entsoeng.Ho feta moo, ts'enyehelo ea tebeletso e ile ea hlahlojoa khetlo la pele.Liphetho tsena li netefatsa hore tabletop ea rona ea MIR pulse laser ho 6.45 um e fana ka phokotso e sebetsang ea li-tissucs tsa baeloji 'me e na le monyetla o moholo oa ho ba sesebelisoa se sebetsang sa mahlale a bongaka le a baeloji, kaha e ka nkela sebaka se seholo sa FEL joalo ka.laser scalpel.