紫外レーザービーム可撓誘導系の実用化

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555341
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Kinki University
• Principal Investigator: 久保 宇市 近畿大学, 理工学部, 教授 (80088335)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 絋幸 三菱電線工業(株), 光通信工場, 工場長 ; 林 光澤 近畿大学, 理工学部, 助教授 (70029213) ; 中山 斌義 近畿大学, 理工学部, 教授 (60023313)
• Keywords: 紫外レーザー / エキシマレーザー / 紫外ファイバー / ドーパント / 水酸化イオン / 酸素欠乏欠陥 / 骨切開 / 光化学効果

Research Abstract

ArF(波長193nm),KrF(248nm)およびXeCl(308nm)エキシマレーザーによる生体硬組織(牛大腿骨)穿孔,切開の相違を調べた結果,切開・穿孔能力はKrFレーザーが三種の中で最も高い.切断面を光学顕微鏡および走査電子顕微鏡で観察した結果,周辺組織へ熱影響を及ぼすパルス間隔はレーザー波長によって異なり,波長の長いほどパルス間隔を長くしないと熱影響は大きくなる.切断面の成分分析を電子プローブ微少部分析法(EPMA)およびフーリエ変換型赤外分光法(FTIR)により調べた結果,骨組織中のP(リン)成分が選択的に除去され,レーザー波長の短いほどその除去量は多いことを見出した.レーザー切開の骨穿孔過程を骨アブレーションの超短時間撮影法により解析した結果,穿孔は爆発的熱分解が主であるが,レーザー波長の短いほど,光化学効果の寄与も大きい.以上の結果より,生体硬組織穿孔・切開にはKrFエキシマレーザーが最も実用的であることが明らかになった.
紫外レーザービーム可撓誘導系として,OHイオンをコア中にドープした純粋石英ガラスファイバーを実験によって検討した.OH数100ppmドープファイバーの場合,レーザー伝送初期の伝送率は約80%/mであるが,伝送パルス数の増加に伴い,伝送率は低下する.その原因は石英ガラス中にE′センターと呼ばれる欠陥が,レーザー照射により生成されるためである.一方,OH数ppmドープファイバーの場合,伝送初期の伝送率は数%/mであるが,伝送パルス数の増加に伴い,伝送率は約80%/mまで増加する。これはファイバー製造時にできた酸素欠乏欠陥(ODC)が,レーザー照射により解離するためである.これらの特性はコアおよびクラッド中のドーパントの種類とその量,クラッドの屈折率分布によって異なり,今後はこれらの関係を詳細に調べ,最適条件を見出して,試作への基礎を確立する.

Research Products

• [Publications] 久保宇市: "エキシマレーザーと生体脂肪" 第15回日本レーザー医学会大会論文集. 141-144 (1995)
• [Publications] 久保宇市: "ArFエキシマレーザーの伝送路" 第16回日本レーザー医学会大会論文集. (予定). (1996)
• [Publications] 中山斌義: "レーザー照射による生体硬組織中のCa/P値の変化" 第15回日本レーザー医学会大会論文集. 137-140 (1995)