Et skære over: Ultrapowerful Laser tilbyder større præcisionssansvarmebeskadigelse [Diasshow]


De fleste lasere er afhængige af kontinuerlige bølger af energi til at generere varme, der gør det muligt for læger at lave nedskæringer under operationen, computere til at brænde information på cd'er og dvd'er og scannere til at læse stregkoder. Men en nyere type laser lover at gøre alle disse ting mere effektivt ved hjælp af hurtige, korte blaster af energi. Denne pu

De fleste lasere er afhængige af kontinuerlige bølger af energi til at generere varme, der gør det muligt for læger at lave nedskæringer under operationen, computere til at brænde information på cd'er og dvd'er og scannere til at læse stregkoder. Men en nyere type laser lover at gøre alle disse ting mere effektivt ved hjælp af hurtige, korte blaster af energi. Denne pulserende laserteknologi har eksisteret siden 1980'erne, men høje omkostninger har gjort det meget udbredt. Petaluma, Californien-baserede Raydiance, Inc., håber imidlertid at overvinde denne hindring med den nyeste version af dets ultrasortpuls (USP) lasersystem afsløret onsdag.
USP-lasere udsender korte, men kraftige lyspulser, som kun varer en femtosekund (en fjerdedel af et sekund), og i modsætning til kontinuerlige bølgelaser fordamper øjeblikkeligt ethvert materiale uden varme eller restskader på omgivende områder. Raydiance's USP-lasersystem bruger software til at styre bevægelsen af ​​fotonisk energi gennem fiberoptiske kabler (i stedet for at hoppe om lysstråler mellem spejle), der genererer mere energi i en mindre mængde plads end en konventionel laser.
Med version 2.0 af Discovery-laserplattformen har Raydiance fordoblet teknologiens toppunkt til 10 megawatt og søger at markedsføre teknologien, så virksomhedens lasere bliver så allestedsnærværende i fotovoltaisk celleproduktion og i kirurgisk udstyr, som Intel-processorer er i pc'er, Raydiance co grundlægger og præsident Scott Davison siger.
"Teknologien har været fast i videnskabsprojektland, " siger han, "og nu er den klar til kommercialisering." ( Se vores diasshow med eksempler på laserens evne. )
Raydiance Wednesday meddelte også 20 millioner dollars i ny finansiering fra Greenstreet Partners og Draper Fisher Jurvetson. (Virksomheden havde tidligere modtaget mere end 25 millioner dollars i venturekapitalfinansiering og 10 millioner dollars i statsfinansierede forsknings- og designkontrakter.)
Raydiance's teknologi har tiltrukket sig den amerikanske fødevare- og lægemiddeladministration (FDA), der i juli 2007 underskrev virksomheden til en toårig kooperativ forsknings- og udviklingsaftale, der har gjort det muligt for FDA's Center for Devices and Radiological Health (CDRH) at evaluere brug, sikkerhed og effektivitet af Raydiance's USP lasersystem på en række områder, herunder ablation af hornhindevæv i brydningsoperationer og korneal reparation; administration af lette terapi til behandling af kræft, hjerte-kar-sygdomme og diabetes; og fjernelse af plaque på tænderne uden at skade emaljen. Agenturet har endnu ikke rapporteret om sine resultater.
Teknologien havde været en del af et DARPA-projekt (Defense Advanced Research Projects Agency) inden Davison og Raydiance Formand / CEO Barry Schuler (tidligere administrerende direktør for America Online) bygget et firma omkring det i 2005.
"Forsvarsministeriet kunne godt lide ultrashortpulslaseren, fordi når du presser pulsen ned, øger du energien pr. Puls, " siger Davison. "Du skaber et enormt elektrisk felt, der i stedet for at koge et stof som en almindelig laser, fordamper du det. Du kan pege på noget, og materialet forsvinder bare, og det der er efterladt er et præcist snit."
Lasers effektivitet er, hvad der blev samlet Raydiance og Arizona State University i Tempe fysikprofessor Kong-Thon Tsen tidligere i år. Raydiance var så fascineret af Tsens undersøgelse af måder at bruge en laser til at zap og dræbe vira, at den lånte en af ​​sine enheder til forskeren i seks måneder.
Raydiance's USP-lasersystem har tre gange så meget energi per puls som hans laboratoriums titanium-safirlaser, der optager 10 kvadratmeter (0, 9 kvadratmeter). Det betyder, at Tsen ikke skal fokusere laserstrålen så tæt og kan dræbe flere viruspartikler på mindre tid uden at beskadige de sunde celler omkring det beskadigede væv. For at titanium-safirlaseren skal være stærk nok til at dræbe hiv og humant papillomavirus, skal Tsen fokusere strålen ned, så den er 10 mikron i diameter. Raydiance lasersystemet lader ham bruge en stråle, der er 100 mikrometer i diameter for at angribe virusserne. (En mikron er en milliontedel af en meter, eller omkring fire hundrede tusindedele af en tomme.)
Tsen sendte et forslag i sidste måned til US National Institutes of Health for et tilskud på 1, 2 millioner dollars til at købe et ultrasort-pulslasersystem. (Han forventer at høre tilbage i maj.) Han har imidlertid ikke forpligtet sig til Raydiance og siger, at han undersøger USP-lasere fra Quantronix i East Setauket, NY, Spectra-Physics Lasers i Tucson, Ariz. Og Coherent, Inc., i Santa Clara, Californien.
En ulempe ved Raydiances teknologi, Tsen noter, er, at en forsker ikke kan justere laserens bølgelængde. "Jeg vil have et alsidigt lasersystem, " siger han. "Deres system lige nu er ikke indstilleligt."
Et andet problem er dets høje omkostninger i et meget vanskeligt finansieringsmiljø. Davison siger, at hans firma har forsøgt at løse dette ved at reducere omkostningerne i halvdelen med sin nyeste version, der tilbydes med to forskellige prismodeller. Den første er at opkræve kunder $ 20.000 pr. Måned for laser-, software- og supporttjenesterne. En anden model i udvikling vil give kunderne mulighed for at købe laseren for omkring $ 90.000 og købe softwaren separat.
Omkostningerne har ikke bange væk flere Raydiance kunder. NanoGram Corporation, en Milpitas, Calif., Der fremstiller solceller, bruger Raydiance's USP-lasere til at ætse solcirklerne i sine enheder. Ahamed Idris, en professor i akutmedicin ved University of Texas Southwestern Medical Center i Dallas, tester Raydiance lasersystemets evne til kirurgisk at fjerne dødt væv fra brændte ofre. Og forskere ved New Mexico State University tester sin evne til at udføre laserinduceret nedbrydningspektroskopi for at studere ædelstene (hvilket kunne hjælpe skolens afdeling for geologiske videnskaber at skelne mellem ægte og falske ædelstene).

Trump rådgivere til at diskutere Paris klimaaftaleKan en robot, et insekt eller Gud være opmærksom?Deportere planter og dyr for at beskytte dem mod klimaændringerFolk i dårlige kvarterer puster mere farlige partiklerNyligt fundet Exoplanet kan have Ring System Dwarfing SaturnusConjoined Comet: Hartley 2 maj har dannet sig fra 2 forskellige organerDen berømte "HeLa" Human Cell Line får sin DNA sekvenseretKan e-cykler skifte biler?