一、掺铥光纤激光泌尿系统碎石仪器研制

泌尿系统结石是最常见的疾病之一，也是泌尿外科疾病中较复杂较难以处理的疾病。近年来泌尿系统结石发病率逐渐提高，且呈年轻化趋势，结石的防治工作任重道远。相比传统的体外震波碎石、气压弹道碎石，钬激光碎石具有伤口愈合快、止血效果好、手术无渗血、视野清晰、激光可用光纤传输、可实现微创或无创手术、安全性高等优势。但目前普遍使用的钬激光碎石效率较低，且激光维护成本较高。相比于波长为2120nm的钬激光，波长为1908nm或1940nm的掺铥光纤激光，其更接近于水的吸收峰，并且重复频率可调谐范围大、光束质量高，近年来国外研究发现，其可提升碎石的效率，有望成为下一代临床碎石用激光光源。国内此波段激光光源技术发展滞后，商业化产品单一，在此种激光碎石方面研究处于空白。因此，基于掺铥光纤激光碎石技术已开始成为国际研究及应用的热点。本技术基于自行开发的高功率掺铥光纤激光器，设计了可以用于泌尿系统碎石的治疗仪，为高效、免维护的激光碎石提供新技术途径。

掺铥光纤激光泌尿系统治疗仪

二、 透明聚合物材料激光焊接装备研制

随着微电子机械系统技术（Micro Electro-Mechanical System-MEMS）的发展与需求，聚合物作为一种高分子材料，种类繁多、具有优越的机械性能、优异的生物和化学兼容性及低廉的成本，使得聚合物材料能够代替某些硅、石英玻璃等，作为基底材料、功能材料或敏感元件材料等应用于MEMS器件中。因此，聚合物在（聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚对苯二甲酸乙二酯PET、环烯烃类共聚物COC等）生物微流控芯片、光学器件、微流传感器、信息存储等聚合物微器件领域发展潜力巨大。

但聚合物微器件很难一次性注塑成型，其成型需结合光刻、压印、焊接等技术。相对传统的超声波焊接及振动摩擦焊接，激光焊接具有诸多优势：非接触，清洁卫生，无微粒，精密聚焦，可实现精密微纳加工，焊接质量好、效率高等。因此，激光焊接聚合物材料技术被人们称为“A Neat Thing”。由于材料的光吸收特性，透明及白色聚合物为最难焊接的两类材料，且目前多种微器件均采用透明聚合物材料。因此，开发高效便捷的透明聚合物激光微纳焊接技术，对提高聚合物基微器件的性能、促进聚合物基微器件的发展至关重要，已成为近年来聚合物焊接领域的热点研究问题，尤其是激光透射式焊接（Laser Transmission Welding，LTW）。

基于我们自行研发的中红外波段掺铥光纤激光器，开发了适用于透明、半透明及白色塑料激光焊接的装备。并实现了微型齿轮箱、微流控芯片、医美等制品的焊接。

基于振镜扫描式透明塑料激光焊接机

焊接样品实物图

三、 未来研究计划及预期成果

开发优化掺铥光纤激光器，实现高峰值功率准连续掺铥光纤激光输出，实现掺铥光纤激光碎石仪的定型。

实现透明聚合物材料的微纳焊接。

实现聚合物材料微流控芯片的激光焊接。

本研究成果作者：欧阳德钦，研究方向：中红外光纤激光应用研究。