利用红外波长范围中的脉冲热沉积进行激光选择性切割用于直接驱动烧蚀制造技术

本发明专利技术提供了一种激光加工材料的方法，具体而言是一种在医疗和牙科应用中特别重要的用于去除材料的激光引发的烧蚀过程，在医疗和牙科应用中，应当以如此方式进行激光去除材料，以便不损伤任何周围的软生物材料或硬生物材料。该烧蚀过程是通过脉冲热沉积（ＩＨＤ）实现的，方式是以如此方式直接和特定地激发材料的短暂振动或声子，从而不通过多光子吸收产生高活性和破坏性离子。在用于激光照射的预定时间和波长条件下的热沉积和随后的烧蚀过程实现的比通过否则会导致与过量热相关的损伤的声或热膨胀或热扩散将热转移到周围组织更快。结果，所有沉积的激光能量都最佳地被引导到烧蚀过程中，其中，源自光机械膨胀力和热驱动相变二者的惯性约束的应力与相关的体积变化相长干涉来驱动尽可能最有效的烧蚀过程，该烧蚀过程具有最小的由电离辐射或热效应导致的对周围区域的损伤。通过选择特定范围的波长，对红外激光脉冲进行空域和时域整形，可以以如此方式最佳地沉积能量，以进一步地就最小化附带损伤而言提高烧蚀过程的效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用脉冲激光去除材料的方法。通过直接激励目 标材料的机械自由度(mechanical degrees of freedom)(短期存活的振 动或光子)而实现的脉冲热沉积(impulsive heat deposition, IHD)提供 了一种对周围材料造成最小损伤的新的烧蚀工艺。在医疗和牙科应用 中，优选用激光去除材料而不损伤任何周围的软的或硬的生物材料， 因此这种低附带损伤尤其有利。
技术介绍
理想的手术工具应当尽可能是非入侵性的，制造最小的切口并除 去可能的最少量的材料。自从专利技术了激光器，人们就设想过使用基于 激光的手术刀，它能够以亚微米的精度去除或切除组织。不过，迄今 为止激光手术方法的问题在于对周围组织的有害附带损伤(collateral damage),这对广泛使用激光来取代机械手术工具起到了限制。材料烧蚀要求激光器向材料提供的能量能够使被照射体积的材 料获得足够的平动能量从而将其去除。已经采用了若干种机制，包括 "相位爆炸(phase explosion)" 和光机械崩落(photomechanical spallation) 。对于光机械崩落而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用激光处理材料的方法，包括如下步骤：用脉冲激光束照射材料的一体积，其中激光脉冲具有：ｉ）足够大的能量，使得在激光照射体积中吸收的光产生超过所述激光照射体积中含有的材料的至少一种成分的汽化点的过热温度，ｉｉ）满足脉冲热沉积要求的脉冲持续时间和波长，使得所述脉冲持续时间短于从所述激光照射体积向外热扩散所需的时间且短于所述激光照射体积的热驱动的膨胀所需的时间，以及ｉｉｉ）所述脉冲持续时间足够长且所述脉冲能量足够低，使得所述激光脉冲的峰值强度低于在所述材料中发生电离的阈值，从而所述激光脉冲中所含的大部分能量将被转变为所述激光照射体积中材料的烧蚀，任何残余能量不足以显著损伤所述激光照射体积周围的材料...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RJ德韦恩米勒，
申请(专利权)人：RJ德韦恩米勒，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]