激光热疗的光生物学基础与治疗参数的选择

本文从能量的角度分析激光与生物组织热相互作用机理及激光热源形成的物理和光生物过程，探讨激光热疗的微观机制，定量描述激光照射生物组织温度的影响及其与激光参数和组织参数的关系，并具体讨论了激光针灸理疗、激光热杀治癌、激光诱导间质疗法的治疗参数，其结果可为激光热疗及其参数的选择提供理论依据。     

掺杂光纤激光放大器理论分析

本文采用速率方程与量子统计方法分析了光纤激光放大器的工作原理与工作特性,所得结果与已报导的实验结果基本相符。同时,此理论还为新的光纤放大器的设计提供了理论依据。     

激光诱导间质肿瘤热疗中的动态光热作用模型

考虑热疗过程中生物组织物性参数的动态变化,建立了描述激光诱导间质肿瘤热疗（LITT）过程中动态光热作用的二维物理数学模型。采用改进的Monte Carlo方法数值模拟了LITT中激光能量在非均质生物组织内的传输过程。基于Pennes生物传热方程和Arrhenius方程数值求解了组织内的温度分布和热损伤体积的变化,分析了光学物性参数、热物性参数及血液灌注率的动态变化对LITT过程的影响。数值模拟结果表明,组织的光学物性参数、热物性参数及血液灌注率的动态变化对于热损伤体积的变化具有重要的影响,应该在光热作用建模中予以考虑。     

掺杂光纤激光系统

尽管掺杂光纤激光已经问世30多年了,但是直到20世纪80年代中期,由于单模稀土掺杂光纤技术的发展,它才开始真正起步.例如掺铒(Er3+)光纤放大器(EDFA),在低损耗1550 nm的远程通信窗口,对数十毫瓦的功率可得到30～40 dB的增益,有效地减少了高容量通信的损耗,并且为10 12比特高容量通信系统提供了一种方法.     

肝癌的组织内激光热疗

本文介绍了组织内激光照射疗法治疗肝脏肿瘤的历史，特点，临床应用现状，仪器设备及国内外最新进展，并对其发展提出了自己的设想。     

激光诱导间质热疗中的治疗参数选择

目的：考察激光诱导间质热疗中各治疗参数对治疗效果的影响，对各治疗参数进行选择和优化。方法：基于光子传输理论，分别采用Monte Carlo模拟方法和Pennes生物传热方程求解生物组织中的能量分布和温度分布。结果：计算得到了一般加热系统、具有冷却设备的加热系统以及暂时阻断血液灌注条件下，激光波长、功率大小及激光加入头曝光时间对凝结区域大小的影响。结论：激光诱导间质热疗中，需要综合考虑生物组织特性和激光波长、功率及曝光时间等治疗参数来制定治疗方案。     

激光热疗光源控制系统的研制

研制了多波长的激光消融控制系统,该系统可单独或组合输出多种波长激光,在MRI实时影像引导下,将激光经磁兼容光路导入病灶,实现肿瘤消融。本文设计的系统可控制激光功率、脉宽、时间、温度等多种参数,并通过动物实验提出一种行之有效的治疗方案及参数,在激光消融肿瘤及相关领域具备进一步丰富现有医疗方案的潜力。     

加入头形式和发光特性对激光诱导肿瘤间质热疗的影响

采用热疗过程中组织物性动态变化的光热模型,数值模拟了分别采用漫射光纤加入头和裸光纤加入头时的激光诱导肿瘤间质热疗(LITT)中热损伤体积的变化,并对实际漫射光纤加入头下发光强度不均匀的影响进行了分析。数值计算结果表明,通常情况下漫射光纤加入头产生的热损伤体积远大于裸光纤时的热损伤体积;裸光纤加入头产生的热损伤区域关于光纤端部不是球对称的,漫射光纤加入头产生的热损伤区域近似呈椭球形;漫射光纤产生的热损伤体积对加入头发光强度的非均匀性不太敏感。可见激光光纤加入头形式和发光特性对激光诱导肿瘤间质热疗具有重要的影响。     

肝组织激光间质热疗温度与热损伤区域研究

基于光子传输理论,首先采用蒙特卡罗方法和Pennes生物传热方程模拟了肝组织激光间质热疗在不同功率不同加热时间下的温度分布,然后进行相应参数下的猪肝离体实验,获取相应的中心温度和热损伤区域大小,最后对理论模拟与离体实验的结果进行对比。对比结果表明:离体实验的中心最高温度低于对应的理论模拟值,理论模拟的53 ℃温度等高线椭圆长、短轴能较好的预测实际的热损伤区域大小。     

近红外光谱技术在激光热疗监测中的应用研究

针对激光热疗中生物病变组织光学参数随温度变化的特点,将近红外光谱技术应用于激光诱导肿瘤间质热疗疗效监测,在线检测激光作用后生物病变组织的温度与光学参数的变化趋势,以此来对疗效进行评估。基于监测原理分析,设计实验系统,以肝癌小鼠皮下移植瘤为实验对象,研究不同激光功率和作用时间下,生物病变组织约化散射系数和温度的变化,并利用核磁共振成像技术对移植瘤术前、术后的影像进行对比。实验结果表明:病变组织的约化散射系数在激光热疗过程中呈上升趋势,起始阶段上升较快,达到一定数值后趋于稳定,整体变化趋势与温度变化趋势比较吻合,核磁影像对比也证实了治疗效果。因此,通过近红外光谱技术监测激光热疗中病变组织约化散射系数的变化可有助于指导临床激光热疗。     

Analysis of New Q—switched Erbium Doped Fiber Laser Based on Fiber Grating Loop Mirror

An all-fiber wavelength selective Q-switching modulator based on fiber grating loop mirror is proposed.A newly configured Q-switched erbium doped fiber laser using this all-fiber modulator is numerically analyzed taking into account the effects of the spontaneous emission     

石墨烯锁模掺铒光纤脉冲激光器的实验研究

利用高分子聚合物聚乙烯醇(PVA)易成膜且机械性能优良的特点,将微米尺寸的石墨烯薄片制成大尺寸的石墨烯-PVA薄膜.分别测量了石墨烯-PVA薄膜与石墨烯片的拉曼光谱,发现二者具有同样的特征.研制了用该石墨烯-PVA薄膜作为饱和吸收体,具有环形腔结构的被动锁模掺铒光纤激光器,获得了峰值波长1532.75 nm,重复频率8...     

掺杂稀土光纤激光器与激光放大器(续篇)

(1)美国贝尔做出的光纤放大器实验。掺铒光纤,芯径:5μm,数值孔径:0.18,掺杂:1.8×10~(18)铒离子/cm~3,泵光吸收为2.5dB/m,信光吸收为4dB/m,输入光信号为15μW(1.53μm),泵光功率为20、55、100mW(0.52μm)。由此得到的室温下增益为22dB。20mW泵浦时最佳长度为7.5m(增益为10dB)。图14是得到的主要测量曲线,从中不难看出,在高功率泵浦时,增益将出现饱和。     

环形腔高掺Er3 窄线宽光纤激光器实验研究

报道了采用光纤光栅（FBG）短直腔选频结构的环形腔窄线宽光纤激光器。采用约3m长高掺Er^3光纤，LD抽运阈值功率约为11mW，在25mW976nm有效抽运功率时输出信号功率为2．65mW，斜效率约为15％；输出激光3dB线宽小于0．01nm，20dB线宽小于0．04nm，边模抑制比（SMSR）为48dB；观察到输出信号光波长漂移范围为0．06nm。     

用于产生飞秒激光的新型掺Yb3+激光晶体

介绍了掺Yb^3 激光介质的优点，并重点综述了当前国内外最新发展的掺Yb^3 飞秒激光晶体的光谱特性及其激光运转状态。     

激光间质热疗的功能近红外疗效评估

探讨了利用功能近红外光谱(FNIRS)实时在体监测激光诱导肿瘤间质热疗(LITT)进行疗效评估的可行性。实验采用新鲜离体猪肝和肝癌小鼠皮下移植瘤模型,按不同激光功率和加热时间进行LITT毁损热疗,利用FNIRS监测系统同时监测热疗过程中约化散射系数μs′。结果表明,FNIRS监测系统获取的约化散射系数在LITT热疗过程中呈上升趋势,起始阶段上升较快,达到一定数值后趋于稳定。激光功率越大,μs′上升越快。组织成分不一样时,约化散射系数的变化趋势一致,曲线形态有所不同。因此,FNIRS可以用于LITT实时在体疗效评估,μs′可以作为一种新的LITT术中实时在体疗效评估因子,通过监测μs′的变化将有助于指导临床热疗。     

偏振控制C波段波长可调谐掺铒光纤激光器

报道了一种结构简单的波长可调谐掺铒光纤激光器。该光纤激光器由增益平坦型掺铒光纤放大器(EDFA)、偏振相关光隔离器、光纤偏振控制器及输出耦合器组成。利用光纤偏振控制器和偏振相关光隔离器作为波长调谐器件,实现了光纤激光器的波长可调谐输出及双波长输出。利用琼斯矩阵理论分析了光纤激光器腔内不同波长的损耗与偏振控制器状态的关系,指出通过调节光纤偏振控制器,光纤激光器可以实现波长可调谐输出,同时阐述了光纤激光器双波长输出的机制。实验上获得了中心波长在1542~1564nm连续可调,平均功率大于2.6mW,边模抑制比大于35dB的连续激光输出。同时获得了波长为1549nm和1564nm的双波长连续激光输出。     

Misfit Layer Compounds: A Platform for Heavily Doped 2D Transition Metal Dichalcogenides

Transition metal dichalcogenides (TMDs) display a rich variety of instabilities such as spin and charge orders, Ising superconductivity, and topological properties. Their physical properties can be controlled by doping in electric double-layer field-effect transistors (FET). However, for the case of single layer NbSe₂, FET doping is limited to ≈ 1 × 10¹⁴ cm⁻², while a somewhat larger charge injection can be obtained via deposition of K atoms. Here, by performing angle-resolved photoemission spectroscopy, scanning tunneling microscopy, quasiparticle interference measurements, and first-principles calculations it is shown that a misfit compound formed by sandwiching NbSe₂ and LaSe layers behaves as a NbSe₂ single layer with a rigid doping of 0.55–0.6 electrons per Nb atom or ≈ 6 × 10¹⁴ cm⁻². Due to this huge doping, the 3 × 3 charge density wave is replaced by a 2 × 2 order with very short coherence length. As a tremendous number of different misfit compounds can be obtained by sandwiching TMDs layers with rock salt or other layers, this work paves the way to the exploration of heavily doped 2D TMDs over an unprecedented wide range of doping.     

双包层掺镱光纤研究进展

双包层掺镱光纤技术使高功率光纤激光器和放大器成为可能。最近几年随着制造技术和器件应用技术的发展双包层掺镱光纤也有了飞速发展,但是激光器的输出功率却受到受激拉曼散射和布里渊散射等非线性效应的限制,可以通过降低纤芯数值孔径、大模面积等方式来克服这种限制。分析和讨论了双包层掺镱光纤的激光放大原理、大模面积双包层掺镱光纤、多芯双包层掺镱光纤和微结构双包层掺镱光纤,介绍了掺镱光纤的研究现状和发展趋势。