Д.В. ГАНИН Научные руководители – А.З. ОБИДИН , к.ф.-м.н.

Д.В. ГАНИН1,2
Научные руководители – А.З. ОБИДИН2, к.ф.-м.н.
1
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Центр физического приборостроения института общей физики РАН
2
МЕТОД ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ПРЕЦИЗИОННОЙ
РЕЗКИ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ КОРОНАРНЫХ СТЕНТОВ
И ПРОЗРАЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ФЕМТОСЕКУНДНЫМИ
ЛАЗЕРАМИ
Представлены результаты экспериментов по прецизионной резке прозрачных
материалов с помощью метода использующего филаментацию излучения
фемтосекундного лазера. Показано успешное применение разработанного метода
для резки медицинских полимерных коронарных стентов.
Ежегодно в России от сердечно-сосудистых заболеваний умирает
почти 1,3 миллиона человек. Своевременное рентгеноэндоваскулярное
вмешательство в виде коронарного стентирования и коронарной
ангиопластики способно предотвратить инфаркт миокарда.
Использование фемтосекундных лазеров привело к созданию их
нового поколения – биоразлагаемых стентов. Однако существующая
технология резки полимерных коронарных стентов может быть
значительно улучшена.
Наши исследования показали [1,2], что использование филаментации
лазерного излучения (Керровская самофокусировка, различные типы
сферических аберраций) в объеме прозрачных диэлектриков позволит
увеличить
эффективность
резки
и
улучшить
качественные
характеристики реза. В случае филаментации в объеме образца создается
нить излучения длиной несколько сотен микрометров и диаметром
порядка двух микрометров. Длинной лазерной нити можно управлять [3]
изменяя параметры лазерного излучения. Сканируя образец данной
нитью, за один фемтосекундный импульс излучения можно прорезать
образец толщиной более 100 мкм, а при типичной частоте следования
импульсов в несколько сотен килогерц – добиться впечатляющей
производительности. Энергоэффективность в несколько раз выше по
сравнению с технологиями использующими послойную лазерную
абляцию.
Были проведены эксперименты по резке трубок-заготовок полимерных
биоразлагаемых стентов из PLLA и прозрачных диэлектриков (плавленый
кварц, акрил, оптическое стекло К-8). В результате были получены резы
со следующими характеристиками: ширина реза менее 5 мкм, конусность
реза отсутствует, шероховатость поверхности Ra<1 мкм, отсутствует зона
теплового воздействия. Изменение фокусирующей системы может
дополнительно увеличить производительность без потери качества [4].
Полученные
результаты
показали
наличие
преимуществ
разрабатываемой технологии по сравнению с используемыми в настоящее
время технологиями резки прозрачных материалов по таким параметрам
как: ширина реза, конусность, шероховатость поверхности реза и
энергоэффективность.
Список литературы
1. Vartapetov S. K., Ganin D, et al. Femtosecond fabrication of cyclic structures in bulk of
transparent dielectrics //Quantum Electronic. 2015. V. 45. №. 8. P.725-730.
2. Ganin D, et al. Femtosecond fabrication of periodocal structures in bulk of transparent dielectrics // Physics Procedia. 2015. V. № 73. P. 67-73
3. Вартапетов С. К., Ганин Д. в. и др. Формирование циклических внутриобъемных
структур в прозрачных диэлектриках с помощью фемтосекундного лазера //IV
Международная конференция по фотонике и информационной оптике. Сб. науч. тр. М.:
НИЯУ МИФИ, 2015. С.276-277.
4. Ganin D, et al., The effects of diffraction and spherical aberration at the femtosecond laser
fabrication extended microstructure by different focusing systems.// IV International conference on
the Physics of optical Material and Devices. Book of Abstracts. B.: Institut za nuklearne nauke
“Vinca”, 2015. P. 48