9.3μm射频co_2激光防龋研究及防龋仪系统设计

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1、分类号TN249学校代码10590UDC535.8密级公开SHENZHENUNIVERSITY硕士学位论文9.3um射频C02激光防龋研究及防龋仪系统设计申请人姓名张焕坤.申请人学号2120190111专业名称光学工程导师姓名及职称牛丽红教授二〇一五年五月十二日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品或成果。对本文的研宂做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。^论文作者签名：曰期：年r月G日学位论文版权使

2、用授权书本学位论文作者完全了解深圳大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，BP�研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属深圳大学。学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其他机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被査阅和借阅。本人授权深圳大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(涉密学位论文在解密后适用本授权书）论文作者签名：i幺時叫^导师签名：曰期：年J月

3、：20曰期：>0/与年孓月0曰分类号TN249学校代码10590UDC535.8密级公开深圳大学硕士学位论文9.3μm射频CO2激光防龋研

4、究及防龋仪系统设计学位申请人姓名张焕坤专业名称光学工程学院（系、所）光电工程学院指导教师姓名牛丽红9.3μm射频CO2激光防龋研究及防龋仪系统设计摘要龋齿是一个全球范围的高发病，目前预防龋齿的方法仍比较有限，主要采取的针对方法是刷牙，饮水氟化，封闭窝沟等方法，效果不尽理想。随着激光技术的发展，激光防龋的研究有了很大的进展，资料显示，应用激光预防龋齿简单易行，同时效果显著。目前研究多停留在实验室阶段，其中研究比较深入的是美国加利福尼亚大学Featherstone等人，采用波长9.6μm可调谐TEA型CO2激光器，取得了很好的效果。但TEA型CO2激光器造价高，体积大，一般

5、在高能激光领域使用，而牙釉质对9.3～9.6μm波长吸收系数比较高，不需要能量太高的激光器。本课题首次尝试中小功率的射频CO2激光器应用于该研究领域，目的在于研究9.3μm超脉冲射频CO2激光器用于预防龋齿的可行性。首先在离体牙上进行实验，主要设置激光能量密度，脉冲个数，脉冲频率，牙髓腔温升等实验，最终确定适用于防龋应用的一组有效的、安全的激光参数。在该类型激光器的基础上，设计一个能够应用于临床操作的系统。从实用的角度考虑，激光防龋照射的都是长在口腔里的活牙，必须将激光导进口腔，而9.3μm波段属于远红外光，目前CO2激光所用的传输设备多为导光臂，但不够灵活。利用光纤传

6、导一直是CO2激光的一个发展方向，随着CO2激光传输光纤的发展，目前已经有比较成熟的光纤，在口腔这种狭小空间里，光纤传导将比目前普遍使用的导光臂传导有巨大的优势。因此，基于射频CO2激光器以及空芯光纤传导的激光防龋仪有很好的发展前景。该防龋仪系统的高性价比将有利于推广普及应用。基于所选激光器和空芯光纤类型，本文在激光器与空芯光纤的耦合方面给出了设计方案，另外，由于CO2激光不可见，需要引入可见光进行定位，因此本论文提出一个带有指示光的空芯光纤的刀头设计。此外我们还用光学软件Tracepro对这个系统进行模拟，通过传输过程中各环节的辐照度分析，得出各元件的传输效率，最终对

7、系统结构以及系统中光学元件的参数进行了优化，得出了抛物面反射镜光纤刀头设计方案，经过整系统的运行模拟，充分验证了该设计的有效性、可行性。I9.3μm射频CO2激光防龋研究及防龋仪系统设计关键词:龋齿预防；射频激励CO2激光；空芯光纤；TraceproIITheresearchofcariespreventionbyRFexcitedCO2laserat9.3μmandthedesignofapparatussystemAbstractAlthoughdentalcariesisaworldwidedisease,wedon’thaveanefficientmethodt

8、opreventitatpresent.Theusualapproachesarebrushingteeth,drinkingwaterfluorideandclosingnestgroove,buttheeffectsarenotideal.Withthedevelopmentoflasertechnology,theresearchofusinglasertopreventcarieshasmadegreatprogress.Publishedarticlesshowedthatusinglasertopreventdentalcar