190084. lajstromszámú szabadalom • Impulzus üzemű, folyadékhűtésű neodimium foszfát üveg lézer
2 190084 3 A találmány tárgya impulzus üzemű, folyadékhűtésű neodínium foszfát üveg lézer passzív Q-kapcsolással, kisméretű, hordozható kivitelben, elsősorban orvosi alkalmazásokra, különösen szemmütétekhez, amely 20 ris-nái rövidebb impulzushosszal TEMoo módusban 3 mR-nál jobb szögdivergenciával, impulzusonként 50 mJ-ig növelhető energiával és maximum 8 Hz-es impulzus ismétlődési frekvenciával képes 1,054 n-os hullámhosszon fényimpulzusokat szolgáltatni. A lézerimpulzusok ismétlődési frekvenciája a maximális értékekig folyamatosan változtatható. A lézerfej hűtése zárt körben hűtőfolyadék keringtetésével történik. A műszer normál egyfázisú hálózati csatlakozóról üzemeltethető, teljesítményfelvétele ugyanis tipikusan 50 W. A műszer összsúlya tipikusan kb. 2 kg. Ismeretes, hogy a szemészeti gyakorlatban széles körben alkalmaznak lézere's fotokoagulátorokat a korábban bevezetett Xenon lámpás berendezésekkel szemben, amelyek hosszú expozíciós ideje (250-1000 ms) speciális érzéstelenítést igényel. Ezenkívül a retinán elérhető fókuszált fényfolt átmérője (500-1000 p) az esetek zömében túl nagy. Ezzel szemben a lézerek fénynyalábját ennél lényeges kisebb foltra, optimális esetben 10 ju-nál kisebb átmérőjű felületre is lefókuszálhatjuk. Az impulzushossz azonos élettani hatás mellett nagyságrendekkel kisebb is lehet, így speciális érzéstelenítésre nincs szükség, elegendő a fej rögzítése és pupillatágító használata. A Xe lámpák fényimpulzusa energiájának 20-100-ad része, sőt gyakran még ennél sokkal kisebb energiák is elegendők a sikeres kezeléshez. Az alkalmazások korai fázisában elsősorban impulzus rubinlézereket használtak, napjainkban széles körben elterjedtek a folytonos Ar-ion vagy Kr-ion lézerek. Ezeknél az expozíciós idő viszonylag hosszú, 0,1 s nagyságrendű, de fényük elég jól fókuszálható. Hátrányuk, hogy - mivel az expozíciós idő az üzemidőhöz viszonyítva rövid - az előállított lézerfény-energia csak kis hányadát használják fel. Mivel a kezeléshez használt lézerimpulzusok energiája az impulzushossz csökkentésével csökkenhet, ekkor pedig a nemkívánatos mellékhatások is csökkennek, az utóbbi két évben újra fokozott érdeklődés nyilvánul meg a szilárdtest lézerek, elsősorban a Q-kapcsolt, illetve módusszinkronizált Nd:YAG lézerek iránt. Ezen rendszerek ára azonban igen magas, a fej rögzítésére szolgáló készülékekkel és a lézerfényt a szem szükséges helyére fókuszáló és célzóoptikával együtt 100.000 US $ nagyságrendű, méretük pedig igen nagy, igy lényegében csak fix telepítésű formában használhatók, mivel nagy súlyukon felül nagy az áramfelvételük és általában hálózati vizhütést igényelnek. Ezen rendszerekre vonatkozó információ megtalálható a I.ASER FOCUS c. folyóirat 1983. márciusi és a LASERS AND APPLICATIONS c. folyóirat 1982. októberi számában. Jelen találmány célja olyan lézer létrehozása, amely a fenti hátrányokat kiküszöböli, és elsősorban szemészeti célra széles kőiben alkalmazható, olcsó, hordozható, normál egyfázisú hálózati csatlakoztatóról üzemeltethető zártkörű folyadékhütése van. A találmány alapja az a felismerés, hogy lítium foszfát üvegekbe nagy koncentrációval vihetők be Nd ionok, amelyeken 1,054 p-os hullámhosszon a Nd:YAG lézereknél 2-3-szor jobb hatásfokkal hozható létre lézermúködés tipikusan 3-5-ször kisebb nyalábdivergenciával, mindez kisméretű, tipikusan 3 mm átmérőjű és 55 mm hosszú lézerrúd segítségével valósítható meg. A létrehozott műszerrel a fenti 1,054 p hullámhosszon 18 ns-os hoszszúságú, maximum 50 mj energiájú TEMoo modusú lézeriwpulzosok hozhatók létre maximum 8 Hz-es ismétlődési frekvenciával abban az esetben, ha LiF kristályból készült paszsziv Q-kapcsolót használunk, amelynek kiindulási transzmisszióját röntgen besugárzással létrehozott F centrumok koncentrációjának változtatásával megfelelő értékre, tipikusan 7C-80%-ra állítjuk be. A találmány szerinti lézernek záró és nyitó tükörrel rendelkező rezonátora, a rezonátorban elhelyezett lézerrúdja, pumpáló villanólámpája, a lézerrudat és a villanólámpát körülvevő reflektora, továbá tápegysége van. A lézer aktív anyaga nagy, tipikusan 1,2- -1,4 x 1021 ion/cm3 Nd-ion koncentrációjú kis, tipikusan 3 mm átmérőjű foszfátúveg lézerrúd, passzív Q-kapcsolója F2 centrumokkal színezett LiF kristály tipikusan 70% transzmisszióval, zárótúkre síktükör, nyitott kre is siktükör tipikusan 60% transzmisszióval, továbbá a pumpáló villanólampa, a lézerrúd és a reflektor a rezonátorból a záró- és nyitótükörtól, valamint a Q-kapcsolótól függetlenül kiszerelhető lézerfejet alkot, amely zártkörű hűtőrendszerbe van bekapcsolva. A fentiek alapján lehetőségünk nyílt arra, hogy a készüléket az alábbi szempontok figyelembevételével tervezzük meg: A kismértékű lézer könnyen mozgatható, kis súlyú legyen, ami a meglévő berendezésekre egyszerűen felszerelhető. A kisméretű lézert flexibilis vezeték kösse össze a tápegységgel és hűtőrendszerrel, mely vezeték az elektromos és hűtő vezetékeket is tartalmazza. Emiatt viszonylug kis feszültségű elektromos táplálást kell biztosítani, hogy az érinLésvédelmi követelményeknek eleget Legyünk. A hordozható, bárhol felállítható kivitel a 220 V-os hálózati igenyen túl (a legtöbb orvosi lezer 3 x 380 V-róí működik) megköveteli 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
