淺談生物醫學光學探究

　　1、會議概況

　　工業激光和生物醫學光學國際學術會議于1999年10月25~27日在華中科技大學學術交流中心舉行。h.wcber教授和干福熹院士擔任大會主席，來自14個國家和地區的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(工業激光論文集卜3862和spie(生物醫學光學論文集關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學光學領域的著名學者作主題報告，全體大會4個特邀報告，工業激光分會8個邀請報告，生物醫學光學分會4個邀請報告，這些特邀報告和邀請報告學術水平高，均反映了當前國內外研究的前沿課題。

　　2、工業激光研究的最新熱點

　　在工業激光器領域，由于半導體激光器迅速發展，準連續器件已達到4kw.因此，在許多應用領域均有采用半導體激光器代替傳統的氣體激光器及固體激光器的發展趨勢。但是，由于半導體激光器目前光束質量較差，作為過渡的發展階段是大量采用半導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。據估計，近期激光技術的應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。在激光應用領域，除了高功率激光應用以外，國外已經在激光精密加工領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用的文章有15篇，涉及領域有激光淀積超導薄膜，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。我國大陸學者主要把準分子激光用于制備薄膜，中國臺灣大學是用準分子激光制備光柵，法國學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，國外今后重點發展研究領域和前沿課題包括:高功率半導體激光器，近五年內千瓦級器件將會實現實用化;半導體激光泵浦固體激光器，特別是盤片固體激光器近五年內也將會突破千瓦級;半導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用的重要發展方向。國內外在激光制備薄膜方面的研究始終是一大熱點。我國半導體工業基礎差，不僅在集成電路發展方面吃了大虧，現在看來在光電子工業的發展方面又要重復以前的錯誤。國內有幾個單位發展半導體激光器，主要側重在通訊應用。高功率半導體激光器及短波長半導體激光器差距很大，應予以足夠的重視。在發展高功率激光器件，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大學的d.r.hall教授報告的平板波導高功率激光器件.代表了當代國際先進水平，從基本原理到結構特性，均報告得比較詳細，內容也很豐富。其二是德國柏林技術大學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構，很有特色與創新，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的激光介質上，可取得500w的激光輸出。部分代表與他討論了與此有關的問題:①增益長度短為何能獲得這么高的激光輸出?②高摻雜晶體將產生晶格缺陷，直徑5mm，厚度不足1mm的激光介質是如何制備出來的?③泵浦光如何進人激光介質，怎樣實現均勻的泵浦?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熱畸度仍不可忽略，輸出光束質量大大下降，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?對材料表面組織結構改變及其形成機制，缺乏深人的研究。在激光與材料相互作用機理方面應加強研究力度。對這些基礎研究有一定深度后，在激光加工應用中的工藝就有了理論依據。