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前沿简讯 Leading Edge Snapshots

我国工业化心脏支架飞秒激光高精细加工设备研制成功

近年来，心脑血管疾病患病率逐 造作为研究所重点突破方向，成功研
年提高，据卫生部统计，2015 年国内 制出了工业化心脏支架飞秒激光高精
冠心病患者达到 6000 万人，急剧增 细加工设备，解决了国产心脏支架加
长的心脏病患者刺激了心脏介入手术 工精度低、筋宽不一致、毛刺多等加
和心脏（冠脉）支架需求的快速增长。 工缺陷，实现了多种材料高精细低损
心脏支架植入数量从 2007 年约 23 万 伤切割加工，提高了国产心脏支架的
套增长至 2015 年的约 170 万套。 性能和使用寿命，达到国际一流质量
由于心脏支架壁管极薄，通常采 面光洁平滑、无热损不会产生烧蚀、 水准。该设备解决了制约心脏血管支
用飞秒激光加工。利用飞秒激光短脉 切割精度高并且筋宽均匀。 架激光切割加工的“瓶颈”技术问题，
冲产生的强电场，消除材料切点附近 目前国产飞秒激光器工业化水平 提升了我国超快激光产业和医疗器械
的自由电子，使带正电荷的材料同性 低、技术落后，因此我国的心脏支架 行业共有的技术水平和核心竞争力，
相斥，失去分子间的作用力，通过“分 市场基本被国外企业占据。 既能推动我国整个心脏血管支架行业
子摘除”的方式完成材料去除。这种 最近，中科院西安光机所结合自 迅猛发展，也将大幅减轻病人的高经
方式加工的心脏支架断面无毛刺、表 身传统优势学科，将飞秒激光精密智 济负担。

国防科大实现 5.02 kW 近衍射极限合成激光输出

高功率光纤激光器由于电光效率
高、光束质量好、结构紧凑等优点，
在生物医疗、激光加工、国防安全等
领域得到了广泛的应用。相干偏振合
成技术是光纤激光器获得高功率输出
的一种有效方法。
相干偏振合成技术能够克服非线 出，合成效率达 93.8%。 1(b)为四路放大器输出功率与泵浦功率
性效应、热效应、模式不稳定等多种 实验中采用的合成系统结构示意 的对应关系，放大后四路激光功率分
因素，实现更高亮度的激光输出。然而， 图如图 1(a) 所示。窄线宽种子激光 别为 1.29kW、1.14kW、1.12kW、1.8kW，
该合成技术对光源特性（模式、偏振、 （NBL）首先经过分束器（BS）分为四 进一步功率提升受限于泵浦功率。图
谱线）、合成元件特性（动态抖动、热 路，随后依次注入到相位调制器（PM） 1(c) 为合成功率与合成效率随总入射功
像差）、相位控制系统锁相残差等因素 和光纤延迟线（DL）。各路激光经过 率的对应关系。当总注入功率为5.35kW
均提出了严格要求，研制难度大。 DL 后注入三级全保偏级联光纤放大系 时，合成激光功率为 5.02kW，系统合
国防科大刘泽金课题组通过锁相 统（A1、A2、A3）进行功率提升。放 成效率达 93.8%。
控制系统优化、离焦像差补偿、高精 大后的光束经过自主研制的离焦补偿 研究表明，合成激光功率为5.02kW
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度光程控制，通过四路窄线宽、线偏 型准直系统（CO）准直输出后参与相 时，合成激光光束质量测量值 M <1.3，
振光纤放大器的相干偏振合成，实现 干偏振合成。 此功率水平代表了当前国际上相干偏
了 5.02 kW 的近衍射极限合成激光输 图 1（a）实验方案示意图。图 振合成系统的最高输出功率。

激光世界 Laser Focus World China www.laserfocusworld.com.cn May/ Jun 2017 7