天博体育中国官方网站 平顶光束技术改进了耐磨光束传输器件

出色的可见光和弱光可靠性

具有均匀强度分布的天博体育中国官方网站束，有时称为“平顶”或“高顶礼帽”分布，通常可比传统的高斯强度分布提供更高的效率和更出色的操作效果。但是，大多数天博体育中国官方网站器会自然地产生高斯强度输出，而出于成本和性能的原因，将其为平顶分布在医疗天博体育中国官方网站系统中通常不切实际。为了解决这一需求，相干开发了新一代光纤传输系统，其内部结构可将输入高斯光纤传输为平顶光纤。这样就提供了一种简单的方法，可以在光纤传输系统中获得平顶输出，而不显着增加系统成本或复杂性。

出于多种原因，天博体育中国官方网站广泛用于医学和牙科中的各种外科手术和治疗。这些包括进行高度精确的组织切除或治疗的能力，在某些情况下切割、烧蚀和统一来源组织的能力，以及它们与内窥镜的兼容性。天博体育中国官方网站治疗的好处包括手术效果更好、治疗疼痛和水肿更少，以及更快。

这些关系天博体育中国官方网站的特定特征。例如，天博体育中国官方网站可以聚焦到非常小的光斑尺寸，这使得它们具有空间回避，从而减少对周围组织的损伤。另外，还可以选择天博体育中国官方网站波长，以在特定组织上产生特定的输出（有时与光增敏结合使用），从而再次避免周围损伤或组织结构。而且，天博体育中国官方网站在使用过程中不会产生振动或压力，可进一步减少创伤手术。

更大强度地增强天博体育中国官方网站效果

大多数天博体育中国官方网站手术在光热模式下进行。也就是说，天博体育中国官方网站被组织或光敏吸收，产生热量，从而导致实际这一点，天博体育中国官方网站通常会聚焦到一个实现相对较小的点。这使得天博体育中国官方网站集中并增加其强度，从而产生超过产生预期结果（例如烧蚀和/或凝固）所需的阈值。这样会限制发热区域，从而实现天博体育中国官方网站的空间优先。

大多数用于手术的SSD天博体育中国官方网站器（包括Er:YAG、Nd:YAG、Ho:YAG）都会具有产生高斯强度分布的光束。对于内窥镜中传输这些光束的光束来说会谨慎地保持这种强度分布。

令人遗憾的是，这种高斯强度分布对于大多数医疗用途来说都是不利的。更重要的是，这种强度分布会产生能量，如图所示，该图将把光束的强度位置作为较弱的函数出现。

由于高斯分布的斜率相对较缓，中心区域组织外围的大部分光束强度导致达到组织的烧蚀阈值。这意味着此能量加热阈值，但不会将其切除，也不会产生任何其他预期的效果。在区域操作中施加过多的热量、辐射或其他因素可能会对周围健康造成意外伤害。最后，由于组织高斯分布以轻柔的方式逐渐消失，消失的区域不会有明显的边界。这降低了该过程的空间布局。

相反，在光束的大部分中心区域，光强度与烧蚀阈值显着不同。这意味着它提供的能量多于产生所需效果所需的能量。因此，许多天博体育中国官方网站力量被浪费了。

平顶光束光束可以避免所有这些问题，只需将天博体育中国官方网站功率设置为使最大强度刚好与烧蚀阈值即可。这样，大部分天博体育中国官方网站能量将用于执行期望的过程，很少浪费或会完全用于加热组织。另外，光束强度低于烧蚀阈值的区域非常小。这提高了手术的精度，使天博体育中国官方网站治疗区域的边缘更加清晰。

用于转换光束强度的传统组件

平顶天博体育中国官方网站束非常适合医学以外的许多应用，因此多年来已经开发了许多将高斯光束转换为该形式的不同方法。这些通常是光学元件或组件配件，用于在天博体育中国官方网站器本身之外进行转换其输出强度分配。

这些组件可以分为使用传统恐慌或反射光学器件的组件，以及使用导热器件的组件。恐吓方法可能涉及传统的球面灯泡、非球面灯泡，甚至是自由曲面器件。最终，所有这些组件都回避短路的一些光重定向到边缘，使强度分布均匀。

这种方法可以均匀地实现非常高水平的光束度。然而，这些系统通常使用多个元件，这就使得它们的体积更大并且通常更昂贵。它们通常也对输入光束直径的变化相对敏感。

导电方法包括传统的表面浮雕和全息组件。这些可能采用小分区的形式，将输入光束分区成许多不同的单独的桥梁，组合起来在远场中产生平顶。类似地，全息雷达可以将输入光束建成几个重叠的细光束，这些细光束在焦平面中产生平顶架构。

导电方法通常只需要一个组件，因此与电感系统相比，它们的代价和体积更小。然而，就强度均匀性而言，它们通常无法产生相同质量的结果。此外，与电感方法相比，导电方法通常对于组件角度和波长更敏感。

平顶工件传输光纤

依赖分立光学元件的方法均无法真正提供医疗应用所需的光学、机械和成本特性的组合。由于许多外科手术和治疗天博体育中国官方网站程序已经涉及元件传输，因此使用元件本身来改变强度分配是一种理想的解决方案。它使系统变得更加复杂，并且不会对总系统成本的影响相对较小。

用于光束和强度分布加工的专用光纤也已经有一段时间了。这些光纤利用各种不同的技术，包括塑纤芯、长周期光栅转换和多模集成方法。所有这些方法都提供了与元件技术相关的优势，包括低插入、小尺寸和高可靠性。但是，由于各种原因存在，它们实施起来不切实际，或者无法提供必要的性能。因此，仍然需要一种高性能、可扩展的全光纤方法来实现。

相干公司专门开发了新的光纤技术来满足这一需求。它依赖于这样一个事实，即大多数光纤至少可以潜在地更支持数百或数千种不同的横模如图（如图2所示）。常见的是，器件和光纤连接光学器件专门设计用于更大的短路地减少与这些高阶模式的连接，会增加集中光斑尺寸并降低光束中心的强度。

然而，在这种情况下，耦合到高阶模式很有用。但是，它必须完全以确定和可靠的方式完成，以便产生具有期望的尺寸和发散角的平顶分配强度。

实现这一点的关键是选择一些特定的模式，当它们以适当的加速度时，将精确地提供所需的输出分配。现在通过将“模式混合”的连贯元件结合到光纤芯中，制造出可靠并能重复实现这一点的光纤。这些模式混合元件使用相位和相位变化的组合。它们将期望的光量分配到选定的高阶模式中。

该图显示了相干平顶光纤的示例横模分布以及由此产生的平顶输出强度分布，称为NuBEAM 平顶。具体来说，当单模天博体育中国官方网站束射入平顶光纤时前400个横模的相对能量分布。显示相同的操作条件下标准多模光纤的模式组成以供比较。

生成的平顶输出非常均匀，衰减与硅纯纤芯的标准阶跃光纤没有显着差异。同样重要的是，这种特殊的平顶元件的设计规格与标准光束传输光纤相同（见表）。因此，NuBEAM平顶提供了所需的输出特性，同时保留了标准配件的所有其他物理和光学属性。因此只需进行小范围中继即可轻松集成到现有系统中。

NuBEAM平顶技术的另一个重要方面是它易于扩展。具体来说，可以改变这种类型的元件的光束参数乘积（BPP），同时仍然均匀地维持平顶光束结构。这是通过调整模式混合元件的设计来改变所支持模式的精确组合以及连接到每种模式的能量来实现的。因此，元件输出可以匹配专门应用的需要。