應(yīng)用圖4 激光二極管隨著技術(shù)和工藝的發(fā)展,多層結(jié)構(gòu)。常用的激光二極管有兩種:①PIN光電二極管。它在收到光功率產(chǎn)生光電流時(shí),會(huì)帶來(lái)量子噪聲。②雪崩光電二極管。它能夠提供內(nèi)部放大,比PIN光電二極管的傳輸距離遠(yuǎn),但量子噪聲更大。為了獲得良好的信噪比,光檢測(cè)器件后面須連接低噪聲預(yù)放大器和主放大器。半導(dǎo)體激光二極管的工作原理,理論上與氣體激光器相同。
激光二極管⑴波長(zhǎng):即激光管工作波長(zhǎng),可作光電開(kāi)關(guān)用的激光管波長(zhǎng)有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。⑵閾值電流Ith :即激光管開(kāi)始產(chǎn)生激光振蕩的電流,對(duì)一般小功率激光管而言,其值約在數(shù)十毫安,具有應(yīng)變多量子阱結(jié)構(gòu)的激光管閾值電流可低至10mA以下。⑶工作電流Iop :即激光管達(dá)到額定輸出功率時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流,此值對(duì)于設(shè)計(jì)調(diào)試激光驅(qū)動(dòng)電路較重要。⑷垂直發(fā)散角θ⊥:激光二極管的發(fā)光帶在垂直P(pán)N結(jié)方向張開(kāi)的角度,一般在15?~40?左右。⑸水平發(fā)散角θ∥:激光二極管的發(fā)光帶在與PN結(jié)平行方向所張開(kāi)的角度,一般在6?~ 10?左右。⑹監(jiān)控電流Im :即激光管在額定輸出功率時(shí),在PIN管上流過(guò)的電流。 安裝維護(hù)簡(jiǎn)單,軟件界面友好,易于操作。美國(guó)連續(xù)多脈沖激光破膜IVF激光輔助
胚胎激光破膜儀的應(yīng)用領(lǐng)域
胚胎激光破膜儀主要用于胚胎活檢(EB)、產(chǎn)前遺傳診斷(PGD)和輔助孵化(AH)等實(shí)驗(yàn)和研究方面。其中,胚胎活檢是指通過(guò)對(duì)胚胎進(jìn)行活檢,獲取胚胎內(nèi)部細(xì)胞團(tuán)(ICM)和外部細(xì)胞團(tuán)(TE)等細(xì)胞,以進(jìn)行基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等研究;產(chǎn)前遺傳診斷是指通過(guò)對(duì)胚胎進(jìn)行基因檢測(cè),篩查出患有某些遺傳病的胚胎,以便進(jìn)行選擇性的胚胎移植;輔助孵化是指通過(guò)對(duì)胚胎進(jìn)行一系列的輔助技術(shù),以提高胚胎的存活率和發(fā)育質(zhì)量。 歐洲連續(xù)多脈沖激光破膜RED-i卵胞漿內(nèi)單精子注射技術(shù)(ICSI)中,激光破膜儀能夠精確處理卵子膜,便于精子注入,提升受精率。
DBR-LDDBR-LD(分布布拉格反射器激光二極管)相當(dāng)有代表性的是超結(jié)構(gòu)光柵SSG結(jié)構(gòu)。器件**是有源層,兩邊是折射光柵形成的SSG區(qū),受周期性間隔調(diào)制,其反射光譜變成梳狀峰,梳狀光譜重合的波長(zhǎng)以大的不連續(xù)變化,可實(shí)現(xiàn)寬范圍的波長(zhǎng)調(diào)諧。采用DBR-LD構(gòu)成波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器,與調(diào)制器單片集成,其芯片左側(cè)為雙穩(wěn)態(tài)激光器部分,有兩個(gè)***區(qū)和一個(gè)用作飽和吸收的隔離區(qū);右側(cè)是波長(zhǎng)控制區(qū),由移相區(qū)和DBR構(gòu)成。1550nm多冗余功能可調(diào)諧DBR-LD可獲得16個(gè)頻率間隔為100GHz或32頻率間隔為50GHz的波長(zhǎng),隨著大約以10nm間隔跳模,可獲得約100nm的波長(zhǎng)調(diào)諧。除保留已有的處理和封裝工藝外,還增加了納秒級(jí)的波長(zhǎng)開(kāi)關(guān),擴(kuò)大調(diào)諧范圍。
激光破膜儀在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的其他應(yīng)用
除了在輔助生殖技術(shù)中的應(yīng)用,激光破膜儀還具有以下醫(yī)學(xué)應(yīng)用:?***殺菌?:激光可以加快局部血液循環(huán),****防御,抑制細(xì)菌等病原體繁殖?34。?促進(jìn)傷口愈合?:刺激細(xì)胞活性,改善微循環(huán),降低***風(fēng)險(xiǎn)?34。?緩解疼痛?:通過(guò)刺激神經(jīng)末梢釋放鎮(zhèn)痛物質(zhì),減輕疼痛?34。?改善局部血液循環(huán)?:激光能量穿透皮膚,調(diào)節(jié)血管功能,增加血流量?34。?美容護(hù)膚?:利用激光刺激膠原蛋白再生,改善皮膚質(zhì)量?34。 在試管嬰兒技術(shù)中,對(duì)于一些透明帶變硬或厚度異常的胚胎,通過(guò)激光破膜儀進(jìn)行輔助孵化。
激光破膜儀的優(yōu)勢(shì)
1.提升胚胎發(fā)育潛能:激光破膜儀有助于囊胚克服孵化前的結(jié)構(gòu)性阻力,使胚胎內(nèi)外的代謝產(chǎn)物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能夠順利交換,從而提升胚胎的發(fā)育潛能。
2.節(jié)省胚胎能量:通過(guò)輔助孵出,激光破膜儀降低了囊胚擴(kuò)張和孵化所需的能量,節(jié)省了活力較差的胚胎在孵化過(guò)程中的能量消耗,提高了移植成功的概率。
3.促進(jìn)胚胎與子宮內(nèi)膜同步發(fā)育:激光破膜儀幫助胚胎提前孵化,使其能夠更早地與子宮內(nèi)膜接觸,從而實(shí)現(xiàn)胚胎和子宮內(nèi)膜的同步發(fā)育,更有助于妊娠成功。激光破膜儀的適用情況激光破膜儀并非***適用,而是針對(duì)特定情況的一種輔助手段。如反復(fù)種植失敗、透明帶厚度超過(guò)15口m、女方年齡≥38歲等情況,可以考慮實(shí)施輔助孵化。然而,對(duì)于大部分群體而言,并不需要輔助孵化,也不會(huì)影響胚胎的著床成功率。 通過(guò)調(diào)節(jié)激光參數(shù),可根據(jù)不同胚胎的特點(diǎn)進(jìn)行個(gè)性化的輔助孵化,進(jìn)一步提高胚胎著床率和妊娠成功率。上海DTS激光破膜囊胚注射
激光破膜儀應(yīng)用于激光輔助孵化、卵裂球活檢、輔助ICSI。美國(guó)連續(xù)多脈沖激光破膜IVF激光輔助
1989年Handyside AH首先將PGD成功應(yīng)用于臨床,用PCR技術(shù)行Y染色體特異基因體外擴(kuò)增,將診斷為女性的胚胎移植入子宮獲妊娠成功。開(kāi)初的PGD都是用PCR或FISH檢測(cè)性別,選女性胚胎移植,幫助有風(fēng)險(xiǎn)生育血友病A、進(jìn)行性肌營(yíng)養(yǎng)不良等X連鎖遺傳病后代的夫婦妊娠分娩出一正常女?huà)搿5催z傳規(guī)律,此法無(wú)疑否定健康男孩的出生,而允許攜帶者女孩繁衍,并不能切斷致病基因的傳遞。1992年美國(guó)首先報(bào)道用PCR檢測(cè)囊性纖維成功,并通過(guò)胚胎篩選,誕生了健康嬰兒。之后,α-1-抗胰島素缺乏癥、色素沉著視網(wǎng)膜炎等多種單基因遺傳病的PGD檢測(cè)方法建立,PGD進(jìn)入對(duì)單基因遺傳病的檢測(cè)預(yù)防階級(jí)。1993年以后,由于晚婚晚育使大齡產(chǎn)婦人數(shù)增多,而45歲以上的婦女染色體異常率高、自然妊娠容易分娩18-3體和21-3體愚型兒,于是PGD的工作熱點(diǎn)轉(zhuǎn)向了對(duì)染色體病的檢測(cè)預(yù)防,檢測(cè)用FISH。由于取樣多用***極體,篩選出的為未授精卵,須進(jìn)行單精子胞漿內(nèi)注射,待培養(yǎng)發(fā)育成胚胎后移植。2023年2023年12月,隨著一聲響亮的啼哭,全球首例通過(guò)pgt(俗稱(chēng)“第三代試管嬰兒”)技術(shù)成功阻斷kit基因相關(guān)罕見(jiàn)色素沉著病/胃腸間質(zhì)瘤的試管嬰兒呱呱墜地。美國(guó)連續(xù)多脈沖激光破膜IVF激光輔助