980nm半导体激光器双布拉格光纤光栅波长锁定器

提出了优化由两个均匀布拉格光纤光栅组成的980nm半导体激光器波长锁定器的方法以满足光纤放大器对半导体激光器的性能要求。运用耦合模理论推导了双布拉格光纤光栅(FBG)的透射率和反射率的解析表达式和波长锁定器增益方程。研究了两光栅之间的距离、光栅到激光器前端面的距离、光栅折射率、光栅折射率周期、光栅栅长和温度对激光器增益曲线的影响,并通过优化这些参数来达到最佳的锁模性能。测量了带双FBG波长锁定器的非致冷半导体激光器的输出光谱和出纤功率。实验结果表明:高功率非致冷980nm半导体激光器在0～70℃时的波长漂移为0.5nm,边模抑制比达45dB以上,半峰值全宽度<1nm。经优化设计的980nm半导体激光器FBG波长锁定器可满足光纤放大器对非致冷半导体激光器大功率、长寿命、高可靠性、小尺寸等性能的要求。

980nm半导体激光器可靠性的研究现状分析

本文介绍了提高980nm 半导体激光器可靠性的几种方案,并做了综台评述。进一步介绍了离子辅助镀膜技术在提高980nm激光器可靠性方面的应用。

980nm半导体激光器n型波导结构优化

为了提高980nm半导体激光器的输出功率并获得较小的远场发散角,在非对称波导结构的基础上设计了n型波导结构,即在n型波导中引入高折射率的内波导层。采用理论计算和SimLastip软件模拟对常规非对称波导结构和内波导结构进行了研究。利用分子束外延系统生长980nm内波导结构的外延材料,并制作了激光器。对于条宽为100μm、腔长为1000μm的器件,阈值电流为97mA,斜率效率为1.01W/A;当注入电流为500mA时,远场发散角为29°(垂直向)×8°(水平向),与模拟结果相符。理论计算和实验结果表明:较之于常规非对称波导结构,内波导结构可有效降低光场限制因子,提高输出功率,减小远场发散角。

经尿道980nm半导体激光治疗小体积前列腺增生合并膀胱颈纤维化48例体会

目的探讨经尿道980hm半导体激光治疗小体积前列腺增生合并膀胱颈纤维化的安全性及围手术期处理。方法应用980hm半导体激光系统治疗小体积前列腺增生合并膀胱颈纤维化患者48例,观察平均手术时间、术中出血量、手术并发症以及国际前列腺症状评分(IPSS)、最大尿流率(Qmax)及膀胱残余尿量(RUV)等指标的改变。结果 48例均安全渡过围手术期,平均手术时间(30±11)min,手术切除前列腺组织质量(20±6)g,出血量(20±11)ml,术中未发生电切综合征(TURS);48例术后随访2～24个月,IPSS由术前(15±3)分降至术后(0±3)分,Qmax由术前(7.20±0.18)ml/s,增加至术后(16.8±2.4)ml/s。RUV由术前(79.6±4.7)ml降至术后(15.2±2.6)ml,手术前后比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论经尿道980nm半导体激光汽化术是治疗小体积前列腺增生合并膀胱颈纤维化安全有效且并发症少的新方法。

980nm半导体激光剥橘加剜除法治疗良性前列腺增生疗效分析

目的探讨经尿道980nm半导体激光治疗良性前列腺增生(BPH)的疗效及安全性。方法将我院收治的76例BPH患者随机分为两组。观察组36例,采用980nm半导体激光剥橘加剜除法治疗;对照组40例,采用双极等离子电切系统治疗,比较两组疗效与安全性。结果两组均安全渡过围手术期,各项指标差异无统计学意义(P>0.05)。结论经尿道980nm半导体激光汽化术是治疗BPH安全有效且并发症少的新方法。

980nm半导体激光减压术治疗椎间盘突出症286例

目的探讨980nm半导体激光经皮椎间盘减压术（PLDD）治疗腰椎间盘突出症的疗效。方法286例患者局麻后在C型臂X射线机透视下确定病变椎间盘平面，以每个椎间盘600～800J激光能量行PLDD。参照Choy评分法评价疗效。结果经1年以上随访，0～2分者（优）188例（65．8％），3～5分者（良）41例（4．1％），6～10分者57例（20％）；无椎间盘炎及其他并发症发生。结论PLDD能有效缓解椎间盘源性疼痛。

1470 nm半导体激光治疗仪对犬前列腺切除术的有效性研究

目的评估1470 nm半导体激光治疗仪(简称:科瑞达治疗仪)对犬前列腺切除术的有效性。方法选取成年雄性Beagle犬28只,随机分为3组,即假手术组3只、试验组15只和同类对照组10只;其中试验组又分为120 W/50 W、150 W/50 W、160 W/50 W的汽化切割/凝固止血3个小组;同类对照组又分为120 W/50 W、150 W/50 W的汽化切割/凝固止血2个小组;每小组各5只。试验组和同类对照组均在电切镜下经膀胱颈入口行犬前列腺切除术。术中观察产品的操作适配性和有效性;术后观察犬的一般体征,以及在术前、术后即刻、3 d、7 d、28 d时取血测定血液生化和血液学指标;分别在术后1 h、4周时,行超声和电切镜下观察尿道前列腺部情况,并取前列腺组织进行HE染色分析术后1 h的凝固层厚度和4周尿道上皮修复情况。结果术中,试验品和同类对照品进行犬前列腺切除术的操作性能良好,具有较好的汽化切割和凝固止血性能;术后对犬的一般体征、血液学和血液生化指标均未见明显影响;且超声显示术后即刻均可见尿道扩张,尿道上皮回声略有增强;4周时,可见前列腺组织实质为略低回声,内部为均匀分布细小点状回声,包膜呈线状高回声,与假手术组一致。测量分析显示,试验组和同类对照组汽化切割前列腺组织重量约为0.91~1.33 g,切除比例达17.11%~20.27%;且随汽化切割功率的增加,激光发射时间逐渐减少,而汽化切割速度和效能均有所增加;但试验组与同类对照组比较均未见明显差异(P>0.05)。电切镜下可见试验组和同类对照组在术后1 h时前列腺尿道部创面呈烧灼样改变,创面和正常尿路上皮分界明显;4周时,前列腺部尿路上皮已修复平整,周围正常尿路上皮分界较模糊。同样,病理观察也显示,术后1 h时试验组和同类对照组均可见前列腺尿道口损伤明显,创面表面有少量碳化和凝固性坏死,少量炎性细胞聚集,凝固层厚度约在0.4 mm左右;术后4周时,假手术组前列腺尿道部形态未见异常,试验组和同类对照组均可见新生上皮基本覆盖创面,厚度较均匀,无凝固性坏死组织附在创面上,周围仍有轻度炎性反应,成纤维细胞增生明显,周围前列腺可见间质和上皮细胞增生,部分可见鳞状化发生;前列腺包膜完好,周围神经血管形态未见异常。结论科瑞达治疗仪对Beagle犬前列腺切除术是有效的,具有较好的汽化切割和凝固止血性能,且术后的各项生理指标较假手术组无显著差异。

高温高斜率效率1060 nm单模半导体激光器

1060 nm半导体激光器在高能激光系统种子源、空间激光雷达等领域具有广泛的应用,受限于砷化镓体系InGaAs量子阱材料大应力,在1060 nm波段激光器外延生长缺陷密度较高,且由于目前该波段激光器结构设计普遍采用窄波导结构,腔内损耗和非辐射复合水平较高,激光器斜率效率较低,高温特性较差。传统InGaAs压应变量子阱势垒高度较低加剧了激光器的高温特性劣化。文章通过优化激光器外延生长条件并采用应变补偿量子阱结构和厚N包层结构,精确控制材料应力和势垒高度,降低腔内损耗,减小远场发散角,研制出了一种高性能1060 nm单模半导体激光器,斜率效率在85℃时依然超过0.9 W/A。此外,通过引入分布式反馈激光器悬浮掩埋光栅结构实现了激光器波长锁定,斜率效率超过0.7 W/A。

1470 nm半导体激光对离体动物组织的汽化消融、切割和凝固作用

目的观察1470 nm波长的半导体激光对离体动物组织的汽化切割、凝固和热损伤情况,以探讨其应用于前列腺增生治疗的可行性。方法实验组和同类对照组分别使用HANS-D1型和ML-DD01FI型1470 nm半导体激光治疗仪。取新鲜离体猪膀胱组织,光纤距离组织0.5 cm和1 cm的条件下工作5 s,观察60、90、120、150、160 W功率的半导体激光对组织的损伤影响;取离体犬前列腺和猪肾组织分别进行汽化消融和汽化切割,观察60、90、120、150、160 W功率的半导体激光对组织的汽化和热损伤作用;另在凝结模式下照射离体猪肾组织5、10、15 s后,观察30、40、50 W功率的半导体激光对组织的凝固作用。结果光纤照射距离组织1 cm时,1470 nm半导体激光对邻近正常膀胱组织不会产生意外损伤;但在距离0.5 cm时,120、150、160 W的1470 nm半导体激光对膀胱组织有轻微的损伤。另外,随着输出功率的增大,60~160 W半导体激光对犬前列腺组织的汽化消融效率逐渐提高,且汽化量和消耗总能量之间呈良好的线性相关(P<0.001)。病理组织学HE染色结果显示实验组的凝固层厚度为292.20~309.98μm,汽化层深度为1.49~4.52 mm;同类对照组的凝固层厚度为289.91~303.53μm,汽化层深度为1.88~4.43 mm,两组间比较均未见明显差异(P>0.05)。同时,汽化切割截面积为1 cm2的离体猪肾组织时,60~160 W的1470 nm半导体激光对肾组织的汽化切割效率随输出功率的增大而提高(P<0.05),其中实验组的凝固层厚度为496.04~514.47μm,同类对照组的凝固层厚度为489.39~518.53μm。此外,凝结模式下30、40、50 W的半导体激光对离体猪肾组织照射5、10、15 s时,随着激光输出功率的增加,凝固瘢直径、凹槽深度和凝固效率均逐渐增大(P<0.05);其中实验组和同类对照组的凝固层厚度分别为399.10~449.98μm和392.97~447.65μm,汽化层深度分别为3.05~7.09 mm和2.70~7.14 mm,两组间比较均未见明显差异(P>0.05)。结论1470 nm半导体激光对离体动物组织具有良好的汽化消融、切割和凝固作用,其效果与输出能量之间具有良好的线性相关。

980nm半导体激光器温度控制方案设计

980nm半导体激光器作为掺铒光纤放大器的最佳泵浦源,其温度会影响激光器功率稳定性和放大器输出光谱漂移。提出将现场可编程门阵列(FPGA)作为核心控制元件,以半导体制冷器为执行元件、热敏电阻为温度传感器,利用FPGA自动切换内部状态机、控制流入半导体制冷器电流的方向和大小,实现980nm半导体激光器内部的温度控制,并通过搭建基于FPGA的掺铒光纤放大器系统实验装置,验证所提方法的可行性。实验结果表明:所提出的温度控制方法能有效地实现980nm半导体激光器的温度控制,使其功率-电流曲线的线性拟合度提高了23.07%,掺铒光纤放大器的输出光谱波长偏移减小了62.5%,保证了激光器输出功率及放大器输出波长的稳定性。该方法的结构简单且实时性高,对推进半导体激光器温度控制的发展及应用具有非常重要的意义。

改良1470nm半导体激光前列腺剜除术与经尿道前列腺等离子剜除术治疗前列腺增生的临床疗效比较

目的比较改良1470nm半导体激光前列腺剜除术(DiLEP)与经尿道前列腺等离子剜除术(PKEP)对前列腺增生(BPH)的治疗效果及对患者性功能的影响。方法选择2021年1月至2022年12月首都医科大学附属北京友谊医院收治的130例BPH患者。按照组间基线特征匹配的原则,采用随机数字表法将患者分为改良DiLEP组65例(采用改良1470nm半导体激光剜除术治疗)与PKEP组65例(采用经尿道前列腺等离子剜除术治疗)。比较两组手术相关指标,观察两组术前、术后3个月、术后6个月国际前列腺症状(IPSS)评分、排尿情况(最大尿流率、残余尿量)及国际勃起功能指数问卷表(IIEF-5),记录两组术后并发症发生情况。结果与PKEP组患者相比,DiLEP组患者手术、术后膀胱冲洗及导尿管留置时间均更短,术中出血量更少(P<0.05)。术前、术后3个月、术后6个月,两组患者IPSS评分及残余尿量呈下降趋势,最大尿流率呈上升趋势(P时间<0.05);但两组各时点IPSS评分、最大尿流率及残余尿量比较,差异无统计学意义(P组间>0.05)。两组患者术后3个月、术后6个月IIEF-5评分均低于术前,术后6个月IIEF-5评分高于术后3个月(P时间<0.05);但两组各时点IIEF-5评分对比,差异无统计学意义(P组间>0.05)。DiLEP组患者术后并发症发生率低于PKEP组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论改良DiLEP与PKEP均能有效改善BPH患者下尿路症状,且对其性功能影响均较小,而改良DiLEP与PKEP相比又具备手术时间短、术后并发症少等优点,可加速患者术后恢复。

810 nm半导体激光与果酸治疗毛周角化症临床疗效分析

目的探讨810 nm半导体激光与果酸两种治疗方法治疗毛周角化症的疗效分析。方法选择2020年9月—2022年3月于皮肤科门诊就诊的手臂毛周角化症患者43例,随机分成自身对照组18例,采用810 nm半导体激光治疗左上臂,70%果酸治疗右上臂,联合治疗组25例,采用810 nm半导体激光及70%果酸治疗方案交替治疗双上臂,间隔4周治疗一次,共治疗3次,对比分析1个月和6个月后的临床疗效。结果患者治疗后分别于1个月、6个月复诊,治疗后1个月三组临床总显效率比较差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后6个月三组临床总显效率比较差异有统计学意义(P=0.003),联合治疗组的总显效率均高于果酸治疗和激光治疗(P<0.05或0.01)。治疗后1个月所有受试者的角质层含水量均明显提升,于6个月后再次测试数值有所回落,各组间比较差异有统计学意义(P<0.01),治疗6个月后,联合治疗组角质层含水量更高(P<0.01)。治疗后1个月所有受试者的经皮水分丢失明显减少,于6个月后再次测试果酸治疗和激光治疗的数值回升,各组间比较差异有统计学意义(P<0.01),治疗6个月后,联合治疗组经皮水分丢失量更低(P<0.01)。治疗期间所有患者未见明显不良反应。结论810 nm半导体激光联合果酸治疗毛周角化症的疗效优于单用激光或果酸治疗,其不良反应少,操作方便,近期疗效好,值得临床推广应用。

980 nm半导体激光照射对种植体表面结构和温度影响的实验研究

目的:980 nm半导体激光可用于种植体周围软组织处理和种植体周围炎治疗,但其对种植体的作用尚未完全被了解。本文研究980 nm半导体激光照射对种植体表面结构和温度变化的影响,以期为临床使用参数设置和操作方法提供依据。方法:980 nm半导体激光照射纯钛圆盘试件,扫描电镜观察钛盘表面结构变化,热电偶检测钛盘温度变化范围和到达骨组织损伤温度升高阈值(10℃)的照射时长。结果:实验全部参数设置下980 nm半导体激光照射,钛盘表面结构均无明显改变。脉冲模式输出功率1 W,移动照射20 s钛盘温度上升19.8℃;经过10.2 s钛盘温度升高可达10℃。连续输出模式或增加输出功率,钛盘温度显著上升,并可在数秒内超过10℃。结论:980 nm半导体激光照射对种植体表面结构无损伤,但存在种植体温度升高造成周围组织热损伤的风险。

经尿道1470 nm半导体激光前列腺剜除术治疗大体积良性前列腺增生患者的疗效观察

目的:比较经尿道1470 nm半导体激光前列腺剜除术(LEP)和经尿道前列腺电切术(TURP)对大体积良性前列腺增生(BPH)患者的疗效及疼痛介质、症状改善、并发症的影响。方法:选取本院2019年2月—2021年6月收治的60例大体积BPH患者,根据手术方案不同分为LEP组(31例)和TURP组(29例)。LEP组实施LEP术,TURP组实施TURP术。比较2组围术期指标、术前及术后3 d血清前列腺特异性抗原(PSA)、前列环素(PG12)、疼痛介质水平及术后6个月症状改善情况(NIH-CPSI评分)、日常生活能力(QOL评分)、并发症情况。结果:LEP组前列腺切除体积[(52.53±6.42)mL]大于TURP组[(48.64±6.25)mL],术中总出血量[(38.61±5.35)mL]少于TURP组[(63.24±7.19)mL],手术用时[(70.37±9.52)min]、膀胱冲洗时间[(19.42±6.53)h]、住院天数[(4.32±1.07)d]短于TURP组[(78.56±8.49)min、(28.74±10.35)h、(5.73±1.24)d],差异均有统计学意义(P<0.05);术后3 d,LEP组血清PG12水平[(415.37±60.31)pg/mL]高于TURP组[(326.85±55.79)pg/mL],PSA[(4.25±1.04)ng/mL]、降钙素基因相关肽(CGRP)[(264.72±38.44)μg/L]、前列腺素E_(2)(PGE_(2))[(17.59±2.68)ng/L]、P物质(SP)水平[(115.68±15.83)ng/L]低于TURP组[(7.52±1.32)ng/mL、(315.83±40.36)μg/L、(22.76±3.14)ng/L、(164.38±17.66)ng/L],差异均有统计学意义(P<0.05);术后6个月,2组NIH-CPSI评分、QOL评分比较差异无统计学意义(P>0.05);LEP组并发症总发生率(6.45%)低于TURP组(31.03%)(P<0.05)。结论:LEP与TURP术治疗大体积BPH患者均能有效改善患者的临床症状,提升术后生活质量,但LEP术能缩短手术用时、术后膀胱冲洗时间及住院天数,减少术中出血量,抑制疼痛介质表达,加快术后康复进程,且并发症较少,安全性更高。

高性能980nm单模半导体激光器

采用经过优化的新型大光腔结构,设计出低发散角的980nm半导体激光器,利用分子束外延系统生长出应变InGaAs量子阱半导体激光器材料,并制作出980nm单模半导体激光器。器件在3μm条宽,750μm腔长时,100mA电流下室温连续输出功率达到70mW以上。激光器的最大斜率效率为0.89W/A.垂直方向远场发散角为28°.器件在250mA工作电流下输出功率达到190mW.器件在70℃温度下仍可以正常工作。

非制冷980nm半导体激光器封装设计与热特性分析

针对非制冷980 nm半导体激光器组件的封装结构,对采用倒装贴片封装的激光器模块内部芯片外延层、热沉和焊料层进行了优化设计,运用有限元法(FEM)对微型双列直插(mini DIL)非制冷980 nm半导体激光器在连续波(CW)驱动条件下的热场分布进行了模拟计算。对比了倒装贴片和正装贴片的激光器热特性,并对实际封装的激光器光电性能进行了测试。倒装贴片型非制冷980 nm半导体激光器的输出光谱在0～70℃时中心波长漂移仅为0.2 nm,半峰全宽(FWHM)小于1.6 nm.边模抑制比(SMSR)保持在45 dB以上,最大出纤功率达200 mW。研究结果表明,倒装贴片的非制冷980 nm半导体激光器在热稳定性和光电性能方面都有较大提高,能够满足高性能小型化掺铒光纤放大器对非制冷980 nm半导体激光器的性能要求。

GaAs基980 nm高功率半导体激光器的研究进展

GaAs基980 nm半导体激光器在材料加工、通信和医疗等领域有着重要应用。应变量子阱结构的出现提高了GaAs基半导体激光器的转换效率、输出功率和可靠性。本文综述了高功率GaAs基量子阱激光器历史发展,介绍了高功率半导体激光器的外延结构、芯片结构和封装结构设计,重点阐述了影响高功率GaAs基量子阱激光器光电性能、散热和实际应用的问题。针对以上问题讨论了相应解决方案及研究成果,并指出了各个方案的不足之处和改进方向。最后,总结了高功率半导体激光器的发展现状,对高功率半导体激光器发展方向进行了展望。

980/1470nm双波长半导体激光治疗前列腺增生的短期疗效分析

目的分析980/1470 nm双波长半导体激光治疗前列腺增生的短期疗效。方法纳入2014年6月-2015年3月期间于复旦大学附属华东医院行前列腺增生手术治疗的患者57例,其中应用980/1470 nm双波长半导体激光完成经尿道前列腺汽化切除术的患者34例,经尿道前列腺等离子双极电切术的患者23例。回顾性分析比较两组的各项指标,包括年龄、前列腺体积、组织切割效率、手术时间、术中出血量、术后灌洗液量、尿管留置时间、血红蛋白量下降以及手术前后的国际前列腺症状评分(IPSS)、最大尿流率(Qmax)、残余尿(PVR)。结果 57例患者手术均获成功。两组患者的年龄、前列腺体积、术前IPSS、Qmax、PVR等均无差异。激光组的组织切割效率为(43.2±5.7)g/h,手术时间(1.8±0.5)h,术中出血量(8.1±3.2)mL,术后灌洗液量(12.1±2.1)L,尿管留置时间(4.5±0.7)d,血红蛋白量下降(0.5±1.4)g/L,,术后3个月随访IPSS评分下降(14.7±3.2)分,Qmax提高(13.3±1.6)mL/s,PVR减少(68.1±11.4)mL。与电切组相比,激光组在术中出血量、术后灌洗液量以及血红蛋白量下降等方面有明显优势,而其他指标差异无统计学意义。结论 980/1470nm双波长半导体激光治疗前列腺增生的短期疗效与等离子电切相当,而安全性较后者更加良好,尤其适用于高龄、高危患者,但长期疗效有待进一步随访研究。

980 nm半导体激光治疗合并糖尿病的前列腺增生症疗效分析

目的探讨经尿道980 nm半导体激光治疗合并糖尿病的前列腺增生症的效果。方法应用980 nm半导体激光系统治疗合并糖尿病的前列腺增生症患者32例,观察术中出血量、国际前列腺症状评分(IPSS)、膀胱残余尿量(RUV)及最大尿流率(Qmax)改变等指标的差异。结果 32例术中出血量(54±8)ml;术后随访6～24个月,IPSS由术前(26±6)分降至术后(10±4)分,Qmax由术前(5.6±2.8)ml/s增加至术后(18.5±4.6)ml/s,RUV由术前(210±26)ml降至术后(25±5)ml,手术前后比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论经尿道980 nm半导体激光汽化术是治疗合并糖尿病的前列腺增生症较好的方法。

808nm含铝半导体激光器的腔面镀膜

研究了高功率808nm量子阱脊型波导结构含铝半导体激光器在空气中解理时不同镀膜方法对输出激光功率的影响,讨论了半导体激光器的灾变性光学镜面损伤机理及其腔面钝化薄膜的选择特性。对半导体激光器管芯前后腔面不镀膜,前后腔面镀上反射膜和前后腔面先镀上钝化薄膜再镀腔面反射膜方法进行了对比,测试了半导体激光器的输出功率。结果表明,先镀上钝化薄膜的器件比只镀上腔面反射膜的器件输出的激光功率高36%。只镀腔面反射膜的半导体激光器器件在电流为5A时就失效了,而镀钝化膜的器件在电流为6A时仍未失效,说明镀钝化薄膜的器件能有效地防止灾变性光学损伤和灾变性光学镜面损伤。在半导体激光器芯片腔面镀上钝化薄膜是提高大功率半导体激光器输出功率的有效方法。