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【光学资讯】FBH团队开发出用于眼科的微型二极管泵浦激光器

在1154和1064纳米的狭窄泵源可以被加倍成黄绿色,用于视网膜治疗。

用于眼科的泵浦激光模块。

眼睛里的视网膜脱离会导致视觉障碍,甚至失明。激光凝固是一种成熟的方法,利用激光点治疗视网膜上的孔或裂缝。这种技术被用来处理诸如糖尿病视网膜病变和老年性黄斑变性等疾病。然而,目前利用的系统相当昂贵,而且仅限于几种激光波长。

位于德国柏林的Ferdinand-Braun研究所(FBH)的基于半导体的、特别高效和可靠的激光源可能会改变这种情况。它们可以灵活地调整到最佳波长,并以低成本实现。最近,FBH的科学家们开发了小型化和坚固的激光源,在近红外(NIR)波长范围内发射,具有高光谱辐射度和非常适合工业应用的性能。

每个激光源都包括一个泵浦激光器,其近红外光谱范围内的光可以通过一个非线性晶体进行转换--这种频率加倍(二次谐波生成--SHG)使波长减半。因此,激光在可见光谱范围内发射。目前用于激光凝固的系统特别使用532纳米和577纳米的波长。

因此,FBH泵浦模块的目标是黄绿色光谱范围内的这些既定波长。发出577纳米波长的激光对眼科来说特别有趣,因为富含氧气的血液色素,即氧合血红蛋白,在这个波长下吸收最强。

将小型化的光模块作为泵源与高效的SHG阶段相结合,使其有可能覆盖400纳米至600纳米的整个光谱。相比之下,以前的固态激光系统的波长仅限于532纳米、561纳米、577纳米和586纳米激光线。

此外,激光二极管和放大器可以在晶圆上大量制造,从而降低了成本。例如,400个这样的有源元件适合在一个直径为76毫米的3英寸晶圆上。

激光源的细节

位于1154纳米和1064纳米的光谱窄带泵浦源提供了高的光学输出功率和出色的光束质量。因此,随后进入黄绿色光谱范围的倍频工作被简化。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。在门诊环境中,便携式、相应地灵活使用这些系统也将成为可能。

为了证明光模块作为泵浦源的适用性,FBH的科学家们已经开发了具有独立激光束生成(主振荡器-MO)和功率放大(功率放大器-PA)的模块原型。

在这两个组件之间集成了一个商业化的微型隔离器,以完全保护激光器(MO)免受外部反馈的影响。在带有波导的SHG晶体中,这种反馈可能很高(>1%),并且会对MO产生明显的干扰。

尽管占地面积很小,只有25毫米×25毫米,但这些模块在1064纳米以及1156纳米的连续波(CW)模式下实现了超过8瓦的光学输出功率。同时,它们实现了M2<2的非常好的光束质量和<5MHz的光谱线宽。这种性能也可以转移到其他波长。