激光器用于工業(yè)和醫(yī)療市場已有多年。最新的技術進展表明激光器和光學系統(tǒng)的應用正不斷擴大至多個專業(yè)領域，尤其是眼科和美容護理。特別是在過去五年，脫毛和激光視力矯正等整容手術的需求在顯著增長，因為這些手術較為普遍，并得到了客戶的認可。這刺激了業(yè)界對高效激光和高強度脈沖燈的需求，從而推動了更緊湊、更溫和、更快以及更經濟有效的新系統(tǒng)的發(fā)展。
泵室本身的結構對激光設備的性能和耐用性非常關鍵，設計優(yōu)化的關鍵是實現(xiàn)效率最大化。
“傳統(tǒng)”材料的局限性意味著制造商需使用陶瓷材料來生產泵室。
例如，固態(tài)激光器中常見的鍍金鋁光學腔可能會因為金的剝落或剝離損耗均勻反射率，從而降低激光效率。在這些應用中，由釉面氧化鋁制成的泵室的使用壽命會延長5倍，且無需維護，這是因為其材料特性獨特，釉料和陶瓷之間的熱膨脹系數(shù)也相互匹配。
固態(tài)激光器和高強度燈
在固態(tài)激光器中，閃光燈和二極管通過光學泵送固態(tài)增益介質，且需要較高的反射率，旨在最大限度地將輻射從光源轉移至激光棒中。
在這些應用中，專用氧化鋁材料提供了理想的解決方案。通常這種材料擁有高純度（99.7%的氧化鋁）及多孔結構，特別適用于使用紅寶石（波長：694nm）和Nd：YAG（波長：1064nm）晶體的激光器。對這一材料進行單獨測試顯示了500nm到2000nm波長的反射率超過96%。
該材料結合了強大的微觀結構及可控的孔隙率，以提供優(yōu)異的激光反射率。其反射率高度擴散，該材料可作為將光反射及折射至泵室的大型輻射源反射器，在任何工作溫度下都擁有強大的導熱性和優(yōu)異的尺寸和電穩(wěn)定性。
波長比受激發(fā)射更長的泵輻射不會影響激光的輸出，但會使激光晶體溫度上升，導致光變形，從而影響激光的輸出質量。
反射器往往通過水或液體來冷卻以防止這類情況發(fā)生，因此它需要承受流體的腐蝕作用，吸收其產生的熱量并保持尺寸的穩(wěn)定?？梢陨涎趸X釉以進一步增強反射率，密封孔隙，使冷卻液無法滲透到陶瓷激光腔中。其優(yōu)勢使得它能處理激光器常規(guī)工作中產生的應力，同時還具有冷卻液耐腐蝕性作用。
黃釉陶反射器使用了專門的氧化釤釉，其中可見的黃色是紫色和靛青色的補充色，能有效地吸收約450nm的波長。
假設所需波長范圍內的反射率約為98%，該釉的性能優(yōu)于980nm至1,064nm的黃色（GSY）及透明（GSO）釉料，這意味著三種釉的最佳反射力已將波長從500nm擴展到2,000nm左右。
低功率固態(tài)激光器可使用由聚四氟乙烯（PTFE）制成的反射器。盡管比氧化鋁便宜，但PTFE比較軟，容易刮壞，這會降低反射率，尤其是在日常維護中。
二氧化碳（CO2）激光器
CO2激光器是最早開發(fā)的氣體激光器之一，至今仍是最強大最高效的激光器之一，廣泛用于磨皮等整容手術中，因為水在生物組織中更易吸收10,600nm的波長，它還能用于時尚界，如將圖案印到紡織品和皮革等非金屬基材中。
在CO2激光器中，波導將光子導入相干光束中，因此必須非常直且完全對齊。業(yè)界對更緊湊設備的需求還推動了Z字形折疊波導設計的發(fā)展，并改進了性能/尺寸比。波導管的設計通常只占常規(guī)直線通道設計空間的三分之一。還縮減了含冷卻系統(tǒng)在內的整個激光引擎的尺寸。該設計還提高了散熱效率，使激光器能在空氣或液體中冷卻。
鍍金鋁在過去一直效果良好，但設計師還意識到氧化鋁陶瓷也非常適用于該應用。
由于機械強度高，所以它們能承受超過1000℃的工作溫度，并在10微米的波長下表現(xiàn)出極好的光學性能。
保持精確的尺寸公差是確?？渍_地引導光子束及保證氣體介質密封的關鍵。隨著技術的發(fā)展，現(xiàn)在可以制造復雜的內部結構，波導中還可擁有高度精確的凹槽。
CO2激光器的最新進展是使用了專門的陶瓷材料——Deranox970，它符合國際公認的ASTMD2520標準，具有高介電常數(shù)和低損耗，這使其在電離或觸發(fā)探測器處于低頻時具有出色的穩(wěn)定性。
用于CO2激光器的金屬單針真空穿通件和連接器的陶瓷由相同材料制成，專為高性能和高可靠性設計，并能根據(jù)特定客戶的要求進行配置。
現(xiàn)在越來越多的應用擁有個性化及要求極高的規(guī)格，這意味著標準產品在設計和使用方面并非總是適合。對這類有故障的產品不應支持，因為它們可能會導致整個激光系統(tǒng)無法運行，并帶來損失慘重及突發(fā)的停機。
除了陶瓷材料外，金屬化油墨和釬焊合金的發(fā)展也使得材料制造商從一開始就與客戶合作開發(fā)完全集成的優(yōu)化的解決方案，他們精心挑選材料并整合到設計中，以在最苛刻的條件下保持長期可靠的性能。
準分子激光器
準分子激光器廣泛用于眼科手術和皮膚治療中，因為它聚光力強，系統(tǒng)還能實現(xiàn)非常精確及精密的控制。生物物質也能較好地吸收光。波長極短的UV光不會穿透目標物表面，約10秒的極短的脈沖持續(xù)時間通過燒蝕而非燃燒來碎裂表面材料。其結果是幾乎沒有加熱或改變底層和周圍的材料。
人們對眼睛矯正手術的需求推動了激光原位角膜磨鑲術（LASIK）激光器的發(fā)展。該激光器能產生高重復性及持續(xù)時間短的光束脈沖流。由于其熱穩(wěn)定性，氧化鋁能應付高脈沖率和反復的高溫沖擊。
準分子激光器的泵腔通常能泵送多種氣體，如氟或氯及氬、氪或氙等惰性氣體。因此，該絕緣體必須堅韌且能耐強腐蝕性鹵素氣體。氧化鋁擁有20kV/mm優(yōu)異的介電強度，這使其成為絕佳的絕緣體。該絕緣體由96.7%-99.5%的純氧化鋁制造而成，并能精確地加工成各種形狀，以延長跟蹤距離，并為電氣穿通件準確地定位及設置孔的大小。氧化鋁對腐蝕性鹵素還擁有惰性，同時該材料沒有污染激光氣體及降低絕緣體使用壽命的有機物。
正是擁有該純度水平，以及陶瓷激光組件的強度和通用性，這些材料在從反射器到真空穿通件和觸發(fā)器組件等醫(yī)療激光應用中得到越來越廣泛的使用。其獨特的特性和功能可提供特定的性能屬性，這確保了規(guī)格師和設計師們?yōu)楦鞣N應用帶來最佳性能和耐用性。
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