Московский физико-технический институт МФТИ
УДК 535.21 Действие светового излучения
ГРНТИ 29.33 Лазерная физика
ОКСО 03.04.02 Физика
ББК 223 Физика
ТБК 6135 Оптика
BISAC TEC019000 Lasers & Photonics
Работа посвящена разработке субпикосекундной лазерной установки с перестраиваемой частотой повторения импульсов для реализации метода атравматического «холодного» ремоделирования кожных покровов. В ходе исследования обоснована актуальность создания лазерной системы, генерирующей импульсы длительностью не более 20 пс в спектральном диапазоне около 1550 нм с перестраиваемой частотой повторения от сотен кГц до десятков МГц и средней выходной мощностью не менее 500 мВт. Разработанная лазерная система включает в себя следующие модули: задающий генератор ультракоротких импульсов (УКИ), два блока предусиления, делитель частоты повторения импульсов и каскад мощного усиления. Задающий генератор был выполнен на базе кольцевого полностью волоконного резонатора с активным волокном, легированным ионами Er3+, в качестве активной среды. Ширина оптического спектра излучения составляла 34 нм по уровню -5 дБ с центральной длиной волны 1548 нм. Длительность импульса была равна 2,7 пс, частота повторения импульсов – 13,3 МГц, средняя мощность излучения – 8,1 мВт. После растягивании импульса в волокне с положительной дисперсией групповых скоростей (ДГС) (D = -72 пс/(нм*км)) и усиления в первом каскаде предусилителя длительность импульса увеличилась до 17,8 пс, а средняя мощность выросла до 129 мВт. Далее частота следования импульсов была поделена в 20 раз – от 13,3 МГц до 670 кГц. После прохождения второго каскада предусилителя, каскада мощного усилителя на базе волокна с расширенной модовой областью (dмод.обл. = 25 мкм) и дихроического зеркала (для отсеивания излучения накачки) были получены следующие характеристики выходного излучения: длительность импульса – 19,6 пс, средняя мощность излучения – 512 мВт. Форма оптического спектра и автокорреляционной функции соответствовали виду, характерному для одноимпульсной генерации.
атравматическое ремоделирование кожи, лазер, косметология, дерматология, генерация ультракоротких импульсов, субпикосекундный лазер.
1. Alduosari M. et al. Influence of social media on cosmetic facial surgeries among individuals in Kuwait: employing the theory of planned behavior // Front Digit Health. Frontiers Media SA, 2025. Vol. 7.
2. Chen J. et al. The Zoom Boom: How Video Calling Impacts Attitudes towards Aesthetic Surgery in the COVID-19 Era // Aesthet Surg J. Oxford University Press, 2021. Vol. 41, № 12. P. NP2086–NP2093.
3. Thiboutot D G.H.B.V. et al. New insights into the manage- ment of acne: an update from the Global Alliance to Improve Outcomes in Acne group. // J Am Acad Dermatol. 2009. Vol. 60, № 5. P. 1–50.
4. Tsvetkova A.B. CURRENT TRENDS IN THE PREFERENCES OF RUSSIAN AND FOREIGN CONSUMERS IN AESTHETIC MEDICINE // International Trade and Trade Policy. Plekhanov Russian University of Economics (PRUE), 2020. № 1. P. 107–124.
5. Aesthetic Medicine Market Size: Share and Trends Analysis Report By Procedure Type (Invasive Procedures, Non-invasive Procedures), by Region (North America, Europe, APAC, MEA, LATAM), and Segment Forecasts, 2019–2026. 2019.
6. Riedemann H.I. et al. Biological effect of laser-assisted scar healing (LASH) on standardized human three-dimensional wound healing skin models using fractional non-ablative 1540 nm Er:Glass or 1550 nm diode lasers // Lasers Surg Med. John Wiley and Sons Inc, 2024. Vol. 56, № 1. P. 100–106.
7. Bintanjoyo L., Indramaya D.M. Application of Picosecond Laser in Dermatology // Berkala Ilmu Kesehatan Kulit dan Kelamin. 2023. Vol. 35, № 2. P. 158–162.
8. Tao J. et al. Treatment of burn scars in Fitzpatrick phototype III patients with a combination of pulsed dye laser and non-ablative fractional resurfacing 1550 nm erbium:glass/1927 nm thulium laser devices // Scars Burn Heal. SAGE Publications, 2018. Vol. 4. P. 205951311875851.
9. Knight J.M., Kautz G. Sequential facial skin rejuvenation with intense pulsed light and non-ablative fractionated laser resurfacing in fitzpatrick skin type II–IV patients: A prospective multicenter analysis // Lasers Surg Med. John Wiley and Sons Inc, 2019. Vol. 51, № 2. P. 141–149.
10. Chen SX C.J.W.J.D.J.C.HJ. Review of Lasers and Energy-Based Devices for Skin Rejuvenation and Scar Treatment With Histologic Correlations // Dermatol Surg. 2022. Vol. 48, № 4. P. 441–448.
11. Chayavichitsilp P. et al. Comparison of fractional neodymium-doped yttrium aluminum garnet (Nd:YAG) 1064-nm picosecond laser and fractional 1550-nm erbium fiber laser in facial acne scar treatment // Lasers Med Sci. Springer, 2020. Vol. 35, № 3. P. 695–700.
12. Kwon H.H. et al. Comparison of a 1064-nm neodymium-doped yttrium aluminum garnet picosecond laser using a diffractive optical element vs. a nonablative 1550-nm erbium-glass laser for the treatment of facial acne scarring in Asian patients: a 17-week prospective, randomized, split-face, controlled trial // Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology. Blackwell Publishing Ltd, 2020. Vol. 34, № 12. P. 2907–2913.
13. Wang Y. et al. Molecular Response of Skin to Micromachining by Femtosecond Laser // Front Phys. Frontiers Media S.A., 2021. Vol. 9.
14. Vogel A. et al. Mechanisms of femtosecond laser nanosurgery of cells and tissues // Applied Physics B: Lasers and Optics. 2005. Vol. 81, № 8. P. 1015–1047.
15. Ismaeel A., Krylov A. 17 fs environmentally stable erbium-doped all-fiber 23.76 MHz oscillator with extra-cavity nonlinearity and dispersion management // Opt Lett. 2024. Vol. 49, № 20. P. 5977.
16. Fedorenko A.Y. et al. Similariton-like Pulse Evolution in an Er-Doped Fiber Laser with Hybrid Mode Locking // Photonics. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI), 2024. Vol. 11, № 4.
17. Sazonkin S.G. et al. Analysis of the Passive Stabilization Methods of Optical Frequency Comb in Ultrashort-Pulse Erbium-Doped Fiber Lasers // Fibers. MDPI, 2022. Vol. 10, № 10.
18. Krylov A. et al. 10-µJ-level femtosecond pulse generation in the erbium CPA fiber source with microstructured hollow-core fiber assisted delivery and nonlinear frequency conversion // Appl Opt. Optica Publishing Group, 2023. Vol. 62, № 21. P. 5745.
