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德国团队开发眼科应用微型二极管泵浦激光器，成本效益更高

时间：2022-11-02 16:16:09 来源： OFweek激光网

众所周知，眼睛视网膜的脱落会导致视力障碍，甚至失明。而近年来，激光凝固术（laser coagulation）已经成为了一种日臻成熟的方法，用于利用激光点治疗视网膜裂孔或裂隙，并在治疗糖尿病视网膜病变和老年性黄斑变性等疾病方面大展身手。

不过，比较可惜的是激光凝固术目前所采用的系统相当昂贵，并且其光源通常限制在几个激光波长范围内。近期，德国柏林的费迪南－布劳恩研究所（FBH）宣布成功开发出了一种基于半导体的、高效可靠的激光源，将有望扭转这一局面。

（图片来源：Ferdinand－Braun－Institute）

据介绍，这种激光源可以灵活地调整到最佳波长并带来明显的成本效益。这是一种近红外（NIR）波长范围内的小型化和鲁棒激光源，具有高光谱辐亮度和非常适合工业应用的性能。它的每个光源都由一个泵浦激光器组成，其近红外光谱范围内的光可以使用非线性晶体进行转换——这种频率加倍（二次谐波产生－ SHG）会将波长减半。因此，激光可以在可见光谱范围内发射。

目前市面上的激光凝固系统专门使用532 nm和577 nm的波长。因此，FBH希望能够打破原有限制，使其开发的泵浦模块在黄绿色光谱范围内实现这些既定波长。对于眼科应用而言，开发577 nm波长的激光器尤其有价值，因为富含氧的血液色素（即氧血红蛋白）在这个波长中吸收效果会达到最强。

费迪南－布劳恩研究所（FBH）的研究人员利用小型化光模块（作为泵浦源）加上高效二次谐波（SHG）的组合，成功实现了覆盖400 nm－600 nm光谱的微型二极管泵浦激光器。相比之下，以往的固态激光系统的波长仅限于532 nm、561 nm、577 nm和586 nm的激光产品线。

此外，这种激光二极管和放大器还可以在晶圆上进行大批量生产，从而降低成本。例如，400个这样的活性元件可以装在一块直径为76 mm的3英寸晶圆上。

据介绍，1154 nm和1064 nm波段的窄带泵浦源具有高光输出功率和优异的光束质量，从而简化了黄－绿光谱范围的后续倍频。与迄今为止用于激光凝固的更复杂的激光源相比，这降低了成本和重量。而且由于其便携式、灵活使用的特点，这种微型二极管泵浦激光器系统能够顺利在门诊环境中获得应用。

为了证明光模块作为泵浦源的适用性，德国柏林的费迪南－布劳恩研究所（FBH）的科学家们开发了带有独立激光束产生（主振荡器－ MO）和功率放大（功率放大器－ PA）功能的模块原型。

据悉，他们在两个组件之间集成了一个商用微型隔离器，以完全保护激光（MO）不受外部反馈的影响。在具有波导的SHG晶体中，外部反馈可能很高（反馈率＞1％），并可以显著干扰激光主振荡器（MO）。

尽管面积只有25毫米×25毫米，该模块在1064 nm和1156 nm的连续波（CW）模式下实现了超过8瓦的光输出功率。同时，它们实现了M2＜2的优质光束质量和＜5 MHz的谱线宽度。研究团队指出，这种性能也可以转移到其他波长的激光器中。

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