用于防治龋齿的KTP/Nd:YAG激光器系统和试验研究

摘要

该文阐述了激光与生物组织的相互作用,分别建立了热作用、等离子体和冲击波作用的模型.并指出纳秒激光与牙齿作用机理是三者的结合.提出短脉冲Nd:YAG激光的实现方法.计算了KTP晶体在1064nm和1320nm波段采用一类和二类相位匹配的匹配角及非线性耦合系数,给出了简洁的倍频接受参数计算公式.计算了单椭圆腔的聚光效率和泵浦光强分布,研究了几何结构参数对聚光效率和泵浦均匀度的影响,进行了聚光腔参数选择和优化设计.研究了热稳腔和不灵敏腔的性能,指出了热稳腔的一般性设计原则和路线.还就电光调Q的理论进行了讨论.研制成功的KTP/Nd:YAG激光器532nm脉宽达到20ns,单脉冲能量达到5—50mJ,可采用光导臂传输,也可通过宝石连接采用光纤传输,加上特制探头和同轴水冷装置,能够预防龋齿,还可以祛除牙菌斑和牙齿龋坏部分,并通过声音传感器对作用过程进行监控.与协和医院合作,进行激光预防龋齿的实验研究,通过观察KTP/Nd:YAG激光对大量牙齿作用的结果,确定了KTP/Nd:YAG激光防治龋齿的有效性,可以用于龋齿的治疗.

目录

文摘

英文文摘

1概论

1.1激光在生物医学中的应用概述

1.2激光在口腔和牙科方面的运用

1.3激光防龋

1.4短脉冲KTP/Nd：YAG激光用于激光防龋的可行性

1.5课题来源以及研究的主要内容

2激光与生物组织的相互作用

2.1光热作用

2.2热相互作用模型

2.3等离子体效应

2.4小结

3牙科激光器系统

3.1 KTP/Nd：YAG激光器的总体构造

3.2聚光腔的设计

3.3 532nm激光的产生

3.4电光调Q

3.5光学谐振腔的设计

4治疗器件的设计

4.1医用光导纤维及其耦合

4.2操作器件(Applicator)的设计

4.3声学传感器的设计

5试验研究

5.1激光与牙釉质作用的扫描电镜观察

5.2激光与牙釉质硬度的试验研究

5.3激光照射对牙釉质表面抗酸能力的试验

5.4小结

6总结

致谢

参考文献

附录1攻读学位期间发表论文目录