突破瓶颈

聚焦医疗激光前沿领域

中红外飞秒激光是前沿的科研领域，早在30年前科研界已经提出基于中红外波长的分子强共振进行微创切割治疗的想法，但相关技术长期受限于6-9µm高功率中红外飞秒激光波段的缺失和组织共振消融的机理不明，导致中红外飞秒激光应用于微创切割手术时存在功率不足、无法调谐等技术瓶颈而未能实现。

面对30年来未曾突破的科研难题，CA88团队在近十年的理论研究基础上，历经一年半时间完成相关工程化技术攻克和集成封装开发以及测试，顺利研制出“高功率宽带可调谐长波红外激光系统”。该系统在核心光路设计、关键非线性晶体材料生长、控制系统设计、机械结构设计、集成封装设计等诸多方面均取得了原创性的技术成果。

本次评审会上，专家组一致认为CA88“高功率宽带可调谐长波红外激光系统”项目的技术资料符合科技成果评审要求，其技术成果主要创新点如下：

1、提出了“强近红外宽带预放大和基于薄晶体的中红外主放大”相结合的方法，实现了5-11μm长波红外宽带可调谐飞秒脉冲输出；

2、采用了新型大能带隙的中红外非线性晶体，克服了传统晶体的强双光子吸收效应，将长波红外飞秒激光产品的平均功率由百毫瓦量级提升至瓦量级；

3、基于自主研发的软件系统，实现了对激光系统的波长、功率等关键参数的智能控制。

该项目已获得国家级及省部级科技计划项目10项资助，申请发明专利10项，其中授权2项；申请实用新型专利5项，其中授权1项；外观设计专利授权1项；发表相关SCI、EI学术论文7篇；培养专业技术人才10余名。

十年厚积，一朝薄发。CA88“高功率宽带可调谐长波红外激光系统”项目积累的多项学术成果，已在NC、NP、LPR等顶级国际期刊上发表，得到了国际学术界的认可。本次科技成果评审将进一步为CA88在中红外飞秒激光技术及其在医疗应用关键技术上的成果转换提供权威学术认证与专业背书。

展望未来

解锁医疗激光应用新场景

基于在中红外飞秒激光领域的重大技术突破，CA88已成功研发出“长波红外可调谐的台式飞秒激光器（LWIRFS）”。该激光器多项技术参数均达到国际领先水平，其调谐范围为5-11µm，最大输出功率>1W，最大脉冲能量>2µJ，脉宽<300fs，重复频率为500kHz，属于全球尚无对标竞品的开创性产品。其医疗适用范围和应用前景主要为：角膜微创切割和移植、动脉粥样硬化微创消融、胰腺肿瘤选择性消融、皮肤剥脱式和非剥脱式微创治疗、胶原再生类年轻化医美应用和毛发再生治疗等。

目前，CA88研发团队正持续开展与中红外飞秒激光技术相关的基础实验及临床应用，并已取得阶段性成果验证：

1、利用特殊中红外飞秒激光对角膜进行消融，可以得到切口边缘光滑平整的切口，同时实验证明该技术的使用在术后三天角膜上皮层愈合，七天恢复至基线水平。精准高效的对角膜后续损伤极小的中红外飞秒消融激光技术有望成为未来眼科治疗和角膜移植手术中的新型手术工具； 

2、实验证明利用特定中红外波长选择性消融正常胰腺组织和胰腺肿瘤时，对胰腺肿瘤可以做到更高效的消融效率和对肿瘤组织的缩小作用；

 3、针对动脉粥样硬化，实验证明利用胆固醇油酸酯（动脉粥样硬化斑块主要成分）和动脉壁在5.75µm吸收峰的差异进行了选择性消融实验比较：胆固醇油酸脂在5.75µm飞秒激光作用下实现了迅速的消融，而动脉血管没有观察到明显损伤，这一差异性为临床动脉粥样硬化的实施提供了更有利的治疗工具； 

4、实验证明中红外特异性的共振峰可以使得生物组织胶原蛋白再生效果显著，且由于飞秒脉冲时间远小于皮肤组织的热弛豫时间，将该过程的附带损伤控制到最小； 

5、实验证明经过中红外飞秒激光强照射，其与毛囊腺体周围各类组织形成强共振，使毛囊腺体受到刺激从而改变毛囊的内部环境，促进毛发的再生和生长。且在中红外飞秒激光的照射下毛发的生长速度明显加快，毛发粗度显著增加，毛发密度也显著增加；

6、实验证明特殊的中红外飞秒激光通过强共振刺激皮下筋膜层，可达到高效而显著的皮肤提拉的效果；

7、波长在（5-11µm）的长波红外，大大降低产生隧穿电离的能量阈值，同时长波红外几乎不产生多光子吸收，这将极大地提升材料的损伤阈值； 

8、5-11μm的长波中红外波段相较市面中的2-4μm波长，具有更多的分子指纹峰，吸收光谱也更尖锐和精细，是进行分子激发和气体探测的理想波长； 

9、单个光谱宽度为100-1000nm，利于同时探测多组分气体和分子，是窄带调谐激光器不具备的功能；

 10、脉冲宽度在300fs范围，可提供高达10mW的峰值功率，利于激发固体材料的隧穿电离和产生高效的非线性频率转换（如激发固体高次谐波和太赫兹产生），是其他产品所不具备的; 

 11、100-300fs输出也是进行中红外超快泵浦探测和二维/多维红外光谱分析的理想脉冲宽度；

12、严格的飞秒脉冲宽度和优良的飞秒脉冲形貌可大幅提高医疗器件和航空精密器件的加工精度，其他中红外产品不具备此特点；

13、W量级的中红外平均功率可大幅提升强场物理的产出通量和分子探测的信噪比，这是mW级别的中红外激光所不能提供的，配合mW量级的峰值功率，是强场光学和物化实验的理想工具；

14、W量级的中红外平均功率也为研究分子解离提供了足够的局部动力，以及保障了高分子聚合物精密加工（如生物可降解支架）的加工速度；

15、载波包络相位（CEP）被动锁定，具有长期稳定的相位特性，这是电离激发、强场探测、场分辨光谱测量、阿秒光学、超快电子开关严格要求的参数指标，是其他中红外激光所不具备的；

16、近红外泵浦和中红外输出一体机集成，无需分体式调试、安装和维护，也为长期稳定输出提供了保障。

CA88在中红外飞秒激光技术及在医疗应用领域关键技术上实现的重大突破，充分体现了公司的自主研发及持续创新能力，为公司向医疗激光、医疗大健康以及医疗美容领域布局提供了强有力的技术保障。

公司将持续开展高功率中红外飞秒激光器在医疗领域的应用场景探索，同时推动相关应用领域的临床实验以获得相关产品的二类及三类医疗许可证，并争取用三到五年，实现医疗领域的产业化布局和规模化生产。

撰稿 | 秦佳萍

编辑 | 秦佳萍

设计 | 周 甜

审核 | 任银哲、冯钿