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準(zhǔn)分子激光器的原理和應(yīng)用 組員：王卓彥、翁國斌、葉芊 什么是準(zhǔn)分子？ 準(zhǔn)分子是一種在激發(fā)態(tài)復(fù)合成分子，而在基態(tài)離解成原子得不穩(wěn)定締合物，激光躍遷發(fā)生在束縛 的激發(fā)態(tài)到排斥的基態(tài)，屬于束縛—自由躍遷。1970年，巴索夫等利用強(qiáng)流電子束泵浦液態(tài)氙，獲得Xe激光振蕩，其波長在176nm，這是第一臺準(zhǔn)分子激光器，稍后美國洛斯阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室報道了氣相氙的激光輸出，并在Kr(145.7nm)、Ar(126.1nm)獲得激光輸出。1974年美國Kansan州立大學(xué) 報道了稀有氣體鹵化物在紫外波段的強(qiáng)熒光輻射，這一結(jié)果引起了激光界的極大興趣，短短六個月， 美國海軍實(shí)驗(yàn)室便獲得了溴化氙(282nm)激光輸出，阿符科公司獲得了氟化氙(351nm)、氟化氪 (248nm)、氯化氙(308nm)的激光輸出，桑迪亞實(shí)驗(yàn)室則獲得了氟化氫(193nm)的真空紫外輸 出，每個脈沖能量達(dá)百焦耳以上。 什么是準(zhǔn)分子激光？ 準(zhǔn)分子激光是一種氣體激光， 它的工作氣體是由常態(tài)下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的惰性氣體原子如He 、 Ne 、Ar 、Kr 、Xe 和化學(xué)性質(zhì)較活潑的鹵素原子如F 、Cl 、Br 等組成。一般情況下，惰性氣體原子是不會和別的原子形成分子的， 但是如果把它們和鹵素元素混合，再以放電的形式加以激勵，就 能成為激發(fā)態(tài)的分子，當(dāng)激發(fā)態(tài)的分子躍遷回基態(tài)時，立刻分解、還原成本來的特性，同時釋放出光子， 經(jīng)諧振腔共振放大后， 發(fā)射出高能量的紫外光激光。這種處于激發(fā)態(tài)的分子壽命極短， 只有10ns ， 故 稱為“準(zhǔn)分子”( Excimer)。 什么是準(zhǔn)分子激光器？ 準(zhǔn)分子激光器是波長在紫外波段的脈沖氣體激光器，近年來，在各方面的不懈鉆研努力下，得以迅猛發(fā)展。目前，市場上推出的各種準(zhǔn)分子激光器件產(chǎn)品在功率水平、壽命時間等指標(biāo)上不斷提高，適用范圍也從原來主要用于實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)展到激光加工、激光醫(yī)療等領(lǐng)域，準(zhǔn)分子激光器在今后的發(fā)展無論是從科研還是商業(yè)角度來講都具有光明的前景，作為活躍的領(lǐng)域而不容忽視。 準(zhǔn)分子激光器基本結(jié)構(gòu) 激光器的諧振腔用于存儲氣體、氣體放電激勵產(chǎn)生激光和激光選模。 它由前腔鏡、后腔鏡、放電電極和預(yù)電離電極構(gòu)成，并通過兩排小孔與儲氣罐相通，以便工作氣體的交 換、補(bǔ)充。為了獲得均勻大面積的穩(wěn)定放電， 一般的準(zhǔn)分子激光器均采用了預(yù)電離技術(shù)， 在主放電開 始之前， 預(yù)電離電極和主放電的陰極之間先加上高壓， 使它們之間先發(fā)生電暈放電， 在陰極附近形 成均勻的電離層。一般高壓為20kV~30kV 。氣體放電時，脈沖高壓電源加在電極上對諧振腔內(nèi)的工 作氣體放電， 發(fā)生能級躍遷產(chǎn)生光子， 通過反射鏡的反饋振蕩， 最后產(chǎn)生激光從前腔鏡輸出。 準(zhǔn)分子激光器的應(yīng)用 目前準(zhǔn)分子激光在眼科臨床的應(yīng)用主要包括兩類: 一類是用于治療近視、遠(yuǎn)視和散光的矯治屈 光不正手術(shù)。主要技術(shù)有準(zhǔn)分子激光光學(xué)角膜切削術(shù)( Photorefractive Keratectomy，簡稱PR K) 和準(zhǔn)分 子激光原位角膜磨鑲術(shù)(Laser in situ keratomileusis ， 簡稱LASIK) ， 其中LASIK手術(shù)是目前發(fā)展最快， 普及最廣，技術(shù)應(yīng)用最強(qiáng)的治療屈光矯正手術(shù)之一。另一類是準(zhǔn)分子激光光學(xué)治療性角膜切削術(shù) ( Excimer laser phototherapeutic keratectomy，簡稱PTK) ， 主要用于治療角膜不規(guī)則散光、切除角膜淺層 瘢痕等。 準(zhǔn)分子激光器眼科臨床 激光治療屈光不正手術(shù)在十多年的發(fā)展過程中， 隨著高新技術(shù)的不斷應(yīng)用， 技術(shù)日趨完美。從早 期的大光斑掃描技術(shù)到現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的小光斑飛點(diǎn)掃描技術(shù)， 解決了術(shù)后中心島效應(yīng)和角膜渾濁問 題， 能夠獲得完美的光學(xué)拋面， 使術(shù)面光滑、平整; 角膜地形圖的應(yīng)用和波前像差引導(dǎo)下的個體化切 削技術(shù)，使切削精度大大提高， 真正做到“量眼定做”; 主動眼球跟蹤技術(shù)解決了術(shù)眼轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的角膜 偏中心切削， 使準(zhǔn)分子激光始終處于角膜中心約6mm 大小的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行漸進(jìn)式切削， 提高了手術(shù)的 精確度。另外， 隨著準(zhǔn)分子激光治療屈光不正手術(shù)發(fā)展起來的其他技術(shù)如角膜板層刀技術(shù)、計算機(jī) 輔助軟件技術(shù)等等也有了長足發(fā)展，大大增強(qiáng)了手術(shù)的安全性。 準(zhǔn)分子激光的切割 準(zhǔn)分子激光的切割 ，與金剛石刀相比，切口位置及深度可精確控制，XeCl準(zhǔn)分子激光 器用于使動脈粥樣硬化斑塊氣化，具有邊緣齊整且周圍組織碳化極小的優(yōu)點(diǎn)，可望取代心臟旁通術(shù) 和氣球血管成形術(shù)。準(zhǔn)分子激光在半導(dǎo)體參雜、激光誘導(dǎo)化學(xué)超導(dǎo)薄膜形成等方面的研究在廣泛展 開。由于紫外激光束與物質(zhì)相互作用的微細(xì)加工與冷加工的特點(diǎn)，成為繼CO2激光器與YAG激光器 之后的新一代激光加工及激光醫(yī)療用激光器件。eW2紅軟基地

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