Subjoule diode-pumped ytterbium-erbium glass laser with cavity dumping for cataract extraction

Izv. vysš. učebn. zaved., Priborostr.

Gagarsky²,

Sergeev³

et al. 2017

Self Cite

Представлены результаты исследования гидродинамических процессов, возбу-ждаемых в жидкости импульсами излучения Yb,Er:Glass-лазера с длиной волны 1,54 мкм, энергией 100±5 мДж и длительностью в единицы микросекунд. С целью получения объективного и полного представления о возбуждаемых в жидкости под воздействием лазерного излучения процессах в исследовании ис-пользовались методы регистрации акустического сигнала, оптического зонди-рования и высокоскоростной видеосъемки. Установлена корреляция между полученными с помощью этих методов данными. Анализ полученных изображе-ний и осциллограмм показал, что импульсы лазерного излучения, доставленные в физиологический раствор через кварц-кварцевое оптическое волокно с диамет-ром сердцевины 470 мкм, возбуждают в растворе термоупругие волны, а также вызывают образование парогазовой полости (пузыря). Установлено, что изме-нение оптических свойств жидкости под воздействием излучения Yb,Er:Glass-лазера связано в основном с образованием пузыря. Показано, что стадия роста парогазовой полости начинается через 5-10 мкс после начала адиабатического воздействия лазерного импульса. Полость достигает максимального размера (3 мм в диаметре) спустя в среднем 140 мкс, а затем схлопывается до критиче-ского размера (около 0,5 мм) за 120 мкс и отделяется от поверхности торца оп-тического волокна. Полученные данные могут быть полезны при оптимизации временных и энергетических параметров лазерного излучения для задач лазер-ной обработки погруженных в жидкость объектов, в том числе при эффектив-ном и безопасном воздействии на биологические объекты. Ключевые слова: Yb,Er:Glass-лазер, микросекундные импульсы, гидродинами-ка, оптическое зондирование, акустический сигнал, высокоскоростная видео-съемкаВведение. Излучение лазеров ближнего и среднего инфракрасного диапазона широко используется в науке, технике и медицине [1,2]. Развитие лазеров стимулирует проведение новых исследований, позволяющих лучше понять особенности взаимодействия лазерного из-лучения с веществом, в том числе с биотканями, биологическими жидкостями и водой как основным компонентом мягких биотканей [2].Воздействие интенсивного лазерного излучения ближнего и среднего инфракрасного диапазона длин волн на мягкие биоткани и биологические жидкости в ряде случаев вызывает генерацию акустических волн и гидродинамические процессы, что может приводить к раз-рушению тканей [3], стимулировать вынос продуктов разрушения из зоны обработки, влиять на эффективность разрушения, например, за счет формирования парогазовой полости, изме-няющей строение и оптические свойства среды в зоне обработки [4] и т.д.Особый интерес представляют лазеры с длиной волны 1,4-1,8 мкм, этот диапазон при-нято называть безопасным для глаз [5]. Излучение этих лазеров эффективно поглощается во-дой и в основном используется в дальнометрии [5] и офтальмологии [6][7][8][9][10]. В дальнометрии нашли применение лазеры, работающие в режиме модуляции добротности, излучающие короткие лазерные импульсы (от единиц до десятков наносекунд) [11]. В офтальмологии

Section: ключевые слова: Yber:glass-лазер микросекундные импульсы unclassified

unclassified

See 2 more Smart Citations

Study of hydrodynamic processes in liquids under the influence of powerful microsecond Yb,Er:Glass laser pulses

Izv. vysš. učebn. zaved., Priborostr.

Gagarsky²,

Sergeev³

et al. 2017

Self Cite

“…Лазерная экстракция катаракты (ЛЭК) зарекомендовала себя как малоинвазивный и высокотехнологичный метод микрохирургии глаза [1]. Развитие этого метода может быть связано с созданием нового малогабаритного излучателя -Yb,Er:Glass-лазера с длиной волны излучения  = 1,54 мкм, работающего в режиме модуляции полезных потерь трехзеркального резонатора [2]. При ЛЭК лазерное воздействие с целью пофрагментного удаления хрусталика происходит в передней камере глаза при прокачке в ней физраствора [1,3].…”

unclassified

Optimum mode for processing cataract lens of the human eye with microsecond pulses of Yb, Er: glass laser

Izv. vysš. učebn. zaved., Priborostr.

Zagorulko²,

Smirnov³

2018

Self Cite

2 Санкт-Петербургский филиал МНТК "Микрохирургия глаза" им. академика С. Н. Федорова, 192283, Санкт-Петербург, Россия Представлены результаты исследования эффективности удаления пораженного катарактой хрусталика глаза при его обработке в жидкости микросекундными импульсами Yb,Er:Glass-лазера. Обсуждается влияние на эффективность удаления хрусталика количества лазерных импульсов, их энергии, а также расстояния между торцом оптического волокна и поверхностью биообъекта.Ключевые слова: Yb,Er:Glass-лазер, микросекундные импульсы, хрусталик, эффективность удаления, экстракция катаракты, волокно

Use of bursts of 1.54-μm microsecond laser pulses for cataract destruction

Smirnov²,

Kopaev³

et al. 2021

Quantum Electron.

The possibility of using bursts of microsecond pulses of an Yb,Er : glass laser (λ = 1.54 μm) for cataract destruction was investigated experimentally in vitro for the first time. The energy in a laser pulse was limited from below by the eye lens destruction threshold and from above by the radiation resistance of the input end face of the radiation-supplying fibre. The energy of a burst consisting of three microsecond laser pulses, separated by time intervals of 850 μs, was 255 ± 15 mJ, and the burst repetition rate was 15 Hz. The hydroacoustic signal, generated after each burst pulse in the water around the lens, contained two components. The first occurred immediately after the laser pulse transmission, and the second was delayed by 250 to 350 μs. The amplitude of the second component of the hydroacoustic signal exceeded the amplitude of the first component and was maximum (50.0 ± 8.0 MPa) for the signal induced by the second pulse in the burst. The efficiency of cataract destruction by microsecond-pulse bursts generated by an Yb,Er : glass laser was found to depend on the lens nucleus density, to exceed significantly the efficiency of cataract destruction by single microsecond pulses of this laser, and to be comparable with the efficiency of eye lens destruction by a 1.44-μm Nd : YAG laser.