什么是半导体激光器?

什么是半导体激光器?,第1张

固态物质中,允许大量电子自由自在地在它里面流动的叫导体;只允许极少数电子通过的叫绝缘体;导电性低于导体又高于绝缘体的叫半导体。激光工作物质采用半导体的激光器叫半导体激光器。尽管半导体本身也是一种固体,而且发光机理就本质上讲与固体激光器没有多大差别。但由于半导体物质结构不同,产生激光的受激辐射跃迁的高能级和低能级分别是“导带”和“价带”,辐射是电子与“空穴”复合的结果,具有其特殊性,所以没有将它列入固体激光器。

半导体激光工作物质有几十种,较为成熟的是砷化镓(GaAs)、掺铝砷化镓等。激励方式有光泵浦、电子轰击、电注入式等。

半导体激光器体积小、重量轻、寿命长、结构简单,因此,特别适于在飞机、军舰、车辆和宇宙飞船上使用。有些半导体激光器可以通过外加的电场、磁场、温度、压力等改变激光的波长,即所谓的调谐,可以很方便地对输出光束进行调制;半导体激光器的波长范围为0.32~34微米,较宽广。它能将电能直接转换为激光能,效率已达10%以上。所有这些都使它受到重视,所以发展迅速,目前已广泛应用于激光通信、测距、雷达、模拟、警戒、引燃引爆和自动控制等方面。

半导体激光器最大的缺点是:激光性能受温度影响大,比如砷化镓激光,当温度从绝对温度77°K变到室温时,激光波长从0.84变到0.91微米。另外,效率虽高,但因体积小,总功率并不高,室温下连续输出不过几十毫瓦,脉冲输出只有几瓦到几十瓦。光束的发散角,一般在几度到20度之间,所以在方向性、单色性和相干性等方面较差。

激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发现,被称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”。原子受激辐射的光,故名“激光”。激光已经被应用到军事、工业、医疗等众多行业中,在治疗脱发的领域,激光也有用武之地。

1964年,匈牙利医生Mester使用低强度红宝石激光( 694nm)照射治疗癌症小鼠时发现其副作用为多毛,因此首次提出了低强度激光可能可以促进毛发生长。那时,米诺地尔和非那雄胺都还未出现,毛发移植技术还在艰难前行,Mester 的这个发现应该来说给当时的脱发治疗带来了方向,但是遗憾的是,医学界没有人重视这个发现,反倒是一些搞美容的医生31年后( 1995年)把694nm的激光用于了脱毛治疗。

2002年左右,医学界对低频强脉冲激光的生发作用给予了肯定,他们认为低能量的激光不会导致毛发掉落,但是能刺激毛发的生长。其实更早的时候,低能量激光的技术就已经存在,在医学上的应用主要是组织修复、关节损伤、治愈创伤、减轻疼痛等,安全性早已得到证明,只是尚未应用到脱发治疗领域。

也就是说,同样波长的激光,如果能量太高,就会灼伤毛囊,形成脱毛如果能量很低,不仅不会伤害毛囊,还会促进毛囊生长,这个关键性的能量数值目前是5mW。由于这种激光能量很低,也被称为“低能激光”或者“软激光”,专业名称是LLLT (Low Level Laser Therapy)。 LLLT的关键之一在于波长,低能量激光一般指波长范围为500~ 1100nm、能量为( 1~4 ) J/cm2的激光,研究指出,波长范围650-900nm、 功率低于5mW的激光,可用于促进毛发生长。目前激光生发产品一般都是5mW功率,650-690nm波长,激光头在50~300个之间。

对于雄激素脱发患者来说,虽然雄激素脱发的主要病因是DHT,但是它的发展和患者自身血流阻力增高、瘀血、头皮局部血管密度下降及毛囊周围血管新生减少等血流动力学有关。有研究显示,一定波长的激光可以深入皮下组织,到达毛囊附近,不仅可以激活毛囊附近的血管生成,还可以进入毛囊细胞的线粒体,激发ATP能量,这对于加快毛囊细胞的增殖和代谢是有明显帮助的。

激光疗法的好处有两点:

1、促进毛囊附近的血液循环,形成新的血管

2、增加ATP的产生,促进转录因子的产生,从而促进毛囊细胞增殖。

一鸣惊人的激光生发头盔

大约在2011年,脱发治疗这个领域发生了一件轰动的事情。有一款激光生发头盔通过了FDA认证,并且随后在中国上市。

FDA这个金字招牌。米诺地尔和非那雄胺对外宣传的时候,都加上了“FDA认证”的标签,而且FDA只认证了这两种药物用于脱发治疗,可见这个认证多么严格。如果还有第三种治疗脱发的药物经过了FDA认证,不管这个药物药理是什么,只要上市很快可以在国内卖到脱销。在大多数脱发者的眼中,FDA含金量是无可置疑的,这个名不见经传的激光产品居然通过了FDA认证,肯定非同凡明。

但是需要强调的是,FDA这个机构确实权威,但是在不同的领域有不同的标准。在美国任何和医疗相关的产品都必须经过FDA认证才能合法销售。

激光器械属于医疗器械认证,也称之为510(k)认证。美国人把医疗器械分为三类风险等级,1、2、3类,其中1类风险最低,比如牙床、电镜这类,几乎没什么风险3类风险最高,一般专供医院 *** 作。激光头盔产品属于2类医疗器械。

此外,激光生发头盔认证被注明是作为辅助医疗器械的,这一点在美国是合法的。

辅助医疗器械的意思是说,我不是打C位(游戏术语,主力输出的角色),我就是打打辅助,这把比赛要是输了可别赖我!所以这个激光生发产品本质上属于一个辅助脱发治疗的产品,FDA并没有对它的生发效果做出详细的认证和深究,这和医药领域的标准是不同的。

药物、激光联合治疗结果:

1、痊愈

毛发停止脱落,脱发全部长出,其分布密度、粗细、色泽与健发区相同,皮脂分泌恢复正常

2、显效

毛发停止脱落,脱发再生达70%以上,分布密度、粗细、色泽均接近健发区,皮脂分泌明显减少

3、有效

毛发停止脱落,脱发再生达30%以上,包括毳毛及白发长出

4、无效

脱发再生不足30%或仍继续脱落。总有效率= [(痊愈+显效+有效)例数/总例数] x 100%。

激光疗法的辅助效果:

激光可以在没有风险的情况下加强药物的疗效,无论你使用的是非那雄胺还是米诺地尔,都可以和激光疗法配合,即使单独使用激光疗法,也可以取得定程度的恢复 。此外激光疗法也可以对植发手术的恢复带来积极作用,很多美国高端植发机构植发后使用激光产品是必须的要求。然而,当前激光生发产品的主要问题还是价格过高, 4000~7000元的价位让很多人望而却步,而且单独使用激光疗法的效果还无法和米诺地尔、非那雄胺相提并论,它的最好的定位仍然是辅助,我们希望它还有更多的潜力在未来可以被挖掘。


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