淺談生物醫(yī)學(xué)光學(xué)探究
1、會議概況
工業(yè)激光和生物醫(yī)學(xué)光學(xué)國際學(xué)術(shù)會議于1999年10月25~27日在華中科技大學(xué)學(xué)術(shù)交流中心舉行。h.wcber教授和干福熹院士擔(dān)任大會主席，來自14個國家和地區(qū)的221位代表(境外代表46人)出席了會議。會議得到美國spie的支持，正式出版了會議論文集spie(工業(yè)激光論文集卜3862和spie(生物醫(yī)學(xué)光學(xué)論文集關(guān)3863.前者共收錄論文121篇，其中，國外作者論文13篇;后者共收錄論文95篇，其中國外作者論文31篇。大會特邀了世界激光和生物醫(yī)學(xué)光學(xué)領(lǐng)域的著名學(xué)者作主題報告，全體大會4個特邀報告，工業(yè)激光分會8個邀請報告，生物醫(yī)學(xué)光學(xué)分會4個邀請報告，這些特邀報告和邀請報告學(xué)術(shù)水平高，均反映了當(dāng)前國內(nèi)外研究的前沿課題。
2、工業(yè)激光研究的最新熱點
在工業(yè)激光器領(lǐng)域，由于半導(dǎo)體激光器迅速發(fā)展，準連續(xù)器件已達到4kw.因此，在許多應(yīng)用領(lǐng)域均有采用半導(dǎo)體激光器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氣體激光器及固體激光器的發(fā)展趨勢。但是，由于半導(dǎo)體激光器目前光束質(zhì)量較差，作為過渡的發(fā)展階段是大量采用半導(dǎo)體激光器泵浦的固體激光器，其激光輸出功率也已達到4kw級，光束質(zhì)量獲得明顯改善。因此，在世界市場上，1998年固體激光器的銷售金額，首次超過了co:激光器。據(jù)估計，近期激光技術(shù)的應(yīng)用在高功率激光器方面仍然會以coz激光器和固體激光器為主。在激光應(yīng)用領(lǐng)域，除了高功率激光應(yīng)用以外，國外已經(jīng)在激光精密加工領(lǐng)域開展了深入的研究工作，如法國利用準分子激光超精密打孔、劃線，精度非常高，孔徑圓整、光滑，在陶瓷如s13n;，a12o3等方面的精密處理方面已有深人的研究。本次會議涉及到準分子激光應(yīng)用的文章有15篇，涉及領(lǐng)域有激光淀積超導(dǎo)薄膜，金剛石薄膜、非晶金剛石薄膜等，激光制備光柵，激光制備納米顆粒。我國大陸學(xué)者主要把準分子激光用于制備薄膜，中國臺灣大學(xué)是用準分子激光制備光柵，法國學(xué)者用激光制備納米顆粒。可見國外用準分子激光加工開展面比我國廣泛。從本次會議看，國外今后重點發(fā)展研究領(lǐng)域和前沿課題包括:高功率半導(dǎo)體激光器，近五年內(nèi)千瓦級器件將會實現(xiàn)實用化;半導(dǎo)體激光泵浦固體激光器，特別是盤片固體激光器近五年內(nèi)也將會突破千瓦級;半導(dǎo)體激光泵浦全固體化紫外激光器已突破3w，如果能提高一個量級，將會逐步取代紫外氣體激光器;利用準分子激光對電子元器件處理作了很深入的研究，在這些方面已成為激光超精密加工應(yīng)用的重要發(fā)展方向。國內(nèi)外在激光制備薄膜方面的研究始終是一大熱點。我國半導(dǎo)體工業(yè)基礎(chǔ)差，不僅在集成電路發(fā)展方面吃了大虧，現(xiàn)在看來在光電子工業(yè)的發(fā)展方面又要重復(fù)以前的錯誤。國內(nèi)有幾個單位發(fā)展半導(dǎo)體激光器，主要側(cè)重在通訊應(yīng)用。高功率半導(dǎo)體激光器及短波長半導(dǎo)體激光器差距很大，應(yīng)予以足夠的重視。在發(fā)展高功率激光器件，包括氣體和固體與國際水平差距更大。從會上兩個非常有代表的報告可知，其一是英國he:i。t一watt大學(xué)的d.r.hall教授報告的平板波導(dǎo)高功率激光器件.代表了當(dāng)代國際先進水平，從基本原理到結(jié)構(gòu)特性，均報告得比較詳細，內(nèi)容也很豐富。其二是德國柏林技術(shù)大學(xué)h.webe:教授報告的激光二極管泵浦的固體激光器，特別是針對激光二極管泵浦源的特點，提出了一種新型的腔體結(jié)構(gòu)，很有特色與創(chuàng)新，在他的論文中有比較精辟的論述。此外，德國斯圖加特宇航技術(shù)物理研究所主任willyl，.bohn博士，介紹了他們的激光二極管泵浦圓盤型固體激光器，在一片直徑5mm，厚度不足1mm的激光介質(zhì)上，可取得500w的激光輸出。部分代表與他討論了與此有關(guān)的問題:①增益長度短為何能獲得這么高的激光輸出?②高摻雜晶體將產(chǎn)生晶格缺陷，直徑5mm，厚度不足1mm的激光介質(zhì)是如何制備出來的?③泵浦光如何進人激光介質(zhì)，怎樣實現(xiàn)均勻的泵浦?④是否可用更多的圓盤串在諧振腔光路上獲得更大的輸出?目前德國已解決了前三個問題。對于大于5kw輸出的固體激光器介質(zhì)熱畸度仍不可忽略，輸出光束質(zhì)量大大下降，還有待進一步研究解決方法。在激光與材料相互作用方面，我們的研究大多注意在諸如激光的光斑直徑、功率、照射時間、速度等參數(shù)和工藝的研究上。而對激光與材料相互作用的機理研究尚不夠，如激光照射到材料表面后，激光是如何燒蝕材料表面的，材料對激光的吸收與反射，材料表面吸熱后如何進行傳熱?對材料表面組織結(jié)構(gòu)改變及其形成機制，缺乏深人的研究。在激光與材料相互作用機理方面應(yīng)加強研究力度。對這些基礎(chǔ)研究有一定深度后，在激光加工應(yīng)用中的工藝就有了理論依據(jù)。