Како користити диоде у круговима ласерске заштите у операционим салама?

Како користити диоде у круговима ласерске заштите у операционим салама?
1, фотодиода: „стражар-у реалном времену“ ласерске снаге
Ласерска хируршка опрема захтева изузетно високу стабилност излазне снаге. Узимајући за пример офталмичку ексцимер ласерску хирургију, дубина резања сваког импулса мора бити прецизно контролисана унутар 0,25 микрона, а флуктуације снаге веће од 5% могу довести до хируршког неуспеха. Фотодиоде надгледају интензитет ласерског излаза, претварају оптичке сигнале у електричне сигнале и дају повратне информације контролном систему да би се постигло подешавање снаге-у реалном времену. На пример, у уређајима за полупроводничку ласерску терапију, фотодиоде високе{6}}осетљивости могу да открију промене у оптичкој снази у нивоу микро вати, обезбеђујући да густина ласерске енергије остане стабилна у оквиру третмана од 0,05-0,3 Ј/цм².

2. Процена квалитета зрака
Квалитет зрака ласерске хирургије директно утиче на тачност сечења. Низ фотодиода се може користити у комбинацији са интерферометрима или Хартманновим сензорима таласног фронта за детекцију М² фактора (параметар квалитета снопа) или аберацију таласног фронта зрака анализом дистрибуције интензитета и информација о фази. На пример, у потпуној фемтосекундној ласерској хирургији миопије, фотодиодни низ прати девијацију положаја жаришне тачке ласера ​​у реалном времену, покреће систем динамичке компензације за подешавање угла огледала скенирања и обезбеђује да тачност екстракције стромалних сочива рожњаче достигне микрометарски ниво.

3. Сигурносна блокада и ненормално упозорење
Ласерска хируршка опрема мора бити стриктно у складу са међународним безбедносним стандардима (као што је ИЕЦ 60601-2-22). Као основна компонента система сигурносне блокаде, фотодиоде могу пратити промене интензитета светлости на ласерској путањи у реалном времену. Када се открије неочекивано одступање снопа или абнормалан интензитет рефлектованог светла, систем одмах покреће механизам за хитно искључивање како би спречио медицинске несреће. На пример, у операцији ласерске ресекције тумора, низ фотодиода је распоређен око хируршке области да формира светлосну баријеру, а свако неочекивано цурење светлости може се брзо идентификовати и ласерски излаз може бити прекинут.

2, коло драјвера ласерске диоде: више-заштитни механизам
1. Аутоматска контрола снаге (АПЦ)
Излазна снага ласерске диоде (ЛД) је линеарно повезана са струјом покретања, али температурне флуктуације или старење уређаја могу узроковати одступање снаге. АПЦ коло прати ЛД излазни интензитет светлости у реалном времену преко уграђене-фотодиоде (ПД), претвара фотострују у сигнал напона, упоређује је са референтном вредношћу и динамички прилагођава струју покретања да би се одржала константна снага. На пример, код ласера ​​са влакнима, АПЦ коло претвара фотострују ПД у сигнал напона преко трансимпедансног појачала (ТИА), упоређује га са унапред подешеним прагом кроз компаратор и прилагођава струју ЛД пристрасности кроз петљу повратне спреге како би се обезбедила стабилна излазна снага унутар ± 1%.

2. Заштита од прекомерне струје и пренапона
Ласерске диоде су подложне пролазном пренапону или ударима прекомерне струје током рада велике{0}}нане, што доводи до оштећења уређаја. Заштитно коло потискује струјне транзијенте серијским ограничавајућим отпорницима, кондензаторима паралелног бајпаса и употребом технологије меког покретања. На пример, у чиповима драјвера ласерске диоде (као што је МАКС3867), коло меког покретања поставља време кашњења проводљивости кроз екстерни кондензатор да би спречио да ЛД прегори због пролазне прекомерне струје; Истовремено, када -заштитно коло за заштиту од кратког споја открије абнормалну модулацију или струју пристрасности, одмах искључује излаз како би спречило прегревање уређаја.

3. Праћење температуре и управљање расипањем топлоте
Повећање температуре споја ласерских диода значајно ће смањити ефикасност конверзије и убрзати старење уређаја. Заштитно коло прати температуру ЛД споја у реалном-времену интегришући термистор или температурни сензор (као што је НТЦ термистор). Када температура пређе безбедносни праг, контролна јединица покреће вентилатор за хлађење или полупроводнички расхладни чип (ТЕЦ) да се покрене и присилно охлади. На пример, код ласерске аблације тумора од 1470 нм, јединица за праћење температуре прикупља температуру ЛД хладњака кроз термистор. Када температура пређе 60 степени, систем аутоматски смањује излазну снагу и покреће ТЕЦ хлађење како би осигурао да температура ЛД споја остане стабилна испод 50 степени.

3, Мултимодални систем за праћење: од појединачне заштите до интелигентног упозорења
1. Праћење пулса и детекција цурења светлости
Ласери са влакнима велике снаге су склони пролазним импулсима велике амплитуде или цурењу светлости у тачки фузије или положају излазне главе, што може изазвати прегоревање оптичке путање. Заштитно коло прати енергију импулса и интензитет цурења у реалном-времену постављањем фотодиода на критичне чворове. На пример, код оптичких ласера, јединица за праћење пулса користи фотодиоде велике{3}}брзине (време одзива<1ns) to capture transient pulses. After transimpedance amplification and voltage comparison, if the pulse energy exceeds the preset threshold, the control unit immediately cuts off the pump drive power supply to prevent optical path damage.

2. Повратна информација биолошког ткива и адаптивна контрола
У ласерској хирургији, карактеристике апсорпције ткива према ласеру ће се мењати са променама температуре или стања. На пример, код ласерске ресекције тумора, разлика у коефицијенту апсорпције између туморског ткива и нормалног ткива може довести до локалног прегревања. Интеграцијом фотодиоде на крају хируршке сонде, врши се-надгледање у реалном времену интензитета светлости рефлексије ткива или сигнала флуоресценције, који се враћа у контролни систем ради подешавања ласерских параметара. На пример, када се детектује нагло повећање интензитета рефлектованог светла, систем закључује карбонизацију или вапоризацију ткива, аутоматски смањује снагу или паузира излаз да би се избегао дубоки продор у здраво ткиво.