YAG接触式光刀输出功率和效率的测量

　　通常广泛应用干外科手术和内窥镜治疗的YAG激光手术刀，是由石英光纤传输激光，对病区组织进行非接触照射进行治疗的。这类激光刀由干难以精确控制光纤输出端至病区的距离，照射点功率密度容易发生变化，另外出射光束的发散作用使照射到病区组织上的光斑尺寸增大，部分光能又在组织表面反射损失，因而光刀实际作用于治疗区的功率密度有较大的降低。YAG接触式激光手术刀，是在普通非接触式系统的光纤末端装上一个兰宝石刀头，使用时刀头与病区组织接触。这种手术刀的明显优点是:(1)刀头功率密度比同功率的非接触式YAG光刀要高十几倍，因而大大降低了对激光功率的要求(一般25瓦已可满足各种治疗需要，从而可使造价成倍降低，体积减小，使用和维护更容易)。(2)能更精确控制焦点位置，对健康机体的损伤较小。(3)手术过程中烟雾较少。(4)具有传统乎术刀的触感，符合外科医生的习惯。(5)不易折断受损，污染后易清洗。

　　现将我们研制的YAG白宝石激光手术刀〔1〕输出功率和传输系统的效率及测试方法简述如下。

　　1.YAG接触式白宝石激光手术刀光学系统及主要参数

　　光学系统包括聚光镜会聚激光束于光纤输入端，经光纤传输后出射光被力头聚集通过刀尖进入病区组织。YAG激光器主要技术指标如下:

　　输出功率sow(可调)

　　发射角15mrad

　　光束直径。5一6m。

　　指示光束lmwHe一Ne激光，

　　照射时间1~60秒

　　采用芯径0.6mm石英光纤，外套用聚四氟乙烯管通水或通气冷却刀头。

　　根据激光束的数值孔径小于光纤的数值孔径、光斑小于光纤芯径的原则选定聚焦镜的焦距为20mm，此时光束的数值孔径为0.15，光斑直径为0.3mm。

　　光纤的输入端装在一个五维调整架上，以保证激光与光纤的精确藕合。’-

　　2.光纤藕合传输效率和刀头输出功率与效率的测试

　　(1)光纤祸合传输效率

　　仔细调整使光纤输入端与光束中心同轴，且位于焦平面上。以保证最佳藕合。使用量程为l00w的LPM一100数字功率计，分别测出在相同氢灯泵浦下的激光器输出功率和光纤输出功率，即可求出光纤藕合效率。

　　激光器在同一状态下每分钟测试一次，其输出功率的算术平均偏差约为3.5%。由表1可见，当光纤和祸合状态一定时，祸合效率值随激光输出变化不大。随着激光输出功率的增加，藕合传输效率有少量的提高，可能是由于输出的激光光斑均匀性发生变化的结果。

　　(2)刀头输出功率和效率

　　因为接触式光刀刀头输出激光时不能“空放”，光纤输出光完全集中在刀尖上，故不能用通常的功率计测量输出功率。我们设计了一种液体量热法装置来测定刀头的输出功率。测量装置如图1所示。测量时，刀头浸入对1.06um波长的激光有强烈吸收的溶液中，使激光被液体吸收转化为热，通过测定液体体积、温升和激光发射时间，按下式求得刀头的输出功率