特種熔接機應用——激光束消蝕微加工

2023-08-04

光纖光學

激光束消蝕微加工

光束焦點可編程上下左右前后移動
光纖位置可編程上下左右移動和旋轉
可在光纖或套管上加工曲面, 小孔, 開槽, 字母, 圖形….

光纖特殊處理技術在生物醫療中的應用

高靈敏度透射式光纖錐形生物傳感器

標題拗口？劃重點，看到高靈敏幾個字就行啦，生物傳感器越靈敏測試結果越準！什么什么，生物傳感器干啥的？！

生物傳感器(biosensor)，是一種對生物物質敏感并將其濃度轉換為電信號進行檢測的儀器。是由固定化的生物敏感材料作識別元件(包括酶、抗體、抗原、微生物、細胞、組織、核酸等生物活性物質)、適當的理化換能器(如氧電極、光敏管、場效應管、壓電晶體等等)及信號放大裝置構成的分析工具或系統。

拿血液舉例，從血液的黏稠，成分等指標可以檢測出人是否生病或者趨向某種病變，這時候就會用到生物傳感器檢測，在儀器內部，有一根光纖，將血液滴上去，打入不同波長的光，看折射率，最后發現光纖拉細到一定的程度的時候（見圖1），將血液滴到這個極細錐區（見圖2），再打入不同波長的光，光折射率越高，越適合生物傳感器，使其靈敏度越高，檢測結果越準！

圖1▲

圖2▲

超細拉錐用于生物傳感器

通過不同的保偏光纖熔接及拉錐組成馬赫-曾德爾干涉儀，利用極細錐區部分對待測實驗樣品的折射率進行測試
最終達到近2000nm/RIU高靈敏度的測試精度，線性度0.99達以上實驗結果

3種不同錐區半徑長度的干涉譜第一個特征波長均隨著折射率的升高而發生紅移

激光器的跨界應用，對生物傳感器的需求能做到無縫切入，將是未來的趨勢。未來10年內“即時檢測”的潮流會到來。生物傳感器的物理形態和應用情景將實現個性化。

接觸式生物液體傳感器

液體傳感器需要細長的錐度
使用SMF28光纖制作了20mm長，4um直徑的光纖錐形
利用拋物線拉錐方制作并測試了直徑3um，長度為230mm的光纖錐

拋物線拉錐測試軟件對光纖錐形測試

激光燒損治療青少年癲癇手術

MRI引導的激光消融系統，可通過3.2mm的麻花鉆對不需要的組織進行熱破壞，從而實現微創、圖像引導和消融手術使用情況
商業產品是一個導管加上一個30W激光用于燒蝕人體組織，并在FMRI(實時活動MRI)指導下。該產品在很大程度上治愈了年輕人的癲癇，并使小腫瘤腦外科手術成為2小時的門診手術
使用情況光擴散尖端：現有的尖端，使用二氧化鈦片懸浮在硅基體擴散980nm的光到各個方向

治愈癲癇或者小腫瘤腦外科，現在要將顱內不需要的組織進行熱破壞，光在光纖傳輸，是往一個方向傳，若是導管進去定位后，只能將光方向的組織破壞掉，其他方向的還得繼續定位，來回移動，所以這一方案并不可行。而將導管頂部拉成錐形，打出來的光將是四散的，直接將定位附近的組織破壞掉，一步到位。如下圖，光纖尖端直徑由∞→10um，光就越向四面發散。