ダイオード励起固体レーザー（DPSS）技術は、根本的に従来のフラッシュランプ励起（FPSS）システムを上回ります。これは、広帯域スペクトルのランプを、高出力半導体レーザーをポンピング光源として置き換えることによります。このアーキテクチャの変更により、エネルギー変換効率の大幅な向上、熱損失の低減、装置のサイズとメンテナンス要件の劇的な削減という3つの明確な利点がもたらされます。
コアとなる変化：DPSS技術は、医療用レーザーの設計を、かさばる高電圧インフラから、コンパクトで精密駆動のシステムへと移行させます。電気光学効率を最大化することで、より小型で、より低温で、長期間にわたってはるかに信頼性の高いデバイスが可能になります。
効率の利点
精密なエネルギー伝達
DPSSの主な技術的利点は、ポンピング光源として半導体レーザーダイオード（LD）を使用することです。
フラッシュランプは、多くの無駄な広帯域スペクトルの光を放出するのに対し、レーザーダイオードは、レーザー結晶の吸収ピークに精密に一致させることができる発光波長を生成します。
優れた電気光学変換
ポンピング光源がレーザー媒質のスペクトルに一致しているため、エネルギー伝達は非常に効率的です。
DPSSシステムは、しばしば70%を超える電気光学変換効率を達成します。これにより、入力電力の大部分が、無駄として失われるのではなく、レーザー生成に利用されることが保証されます。
熱管理と携帯性
熱損失の低減
高効率は、低発熱に直接相関します。
従来のFPSSシステムは、フラッシュランプの非効率性により過剰な熱を発生するため、積極的な冷却対策が必要です。DPSSシステムは本質的に低温で動作するため、デバイス内の熱応力の主な発生源が除去されます。
装置の小型化
発熱の低減は、設計上の利点の連鎖を引き起こし、特にかさばる冷却ユニットの排除につながります。
大型チラーや重い熱管理ハードウェアの必要がなくなるため、医療美容機器は大幅にコンパクトでポータブルな設計が可能になります。
運用信頼性と長寿命
システム寿命の延長
DPSS技術は本質的に固体であるため、システムコンポーネントの機械的および熱的摩耗が本質的に低減されます。
この安定性により、全体的なメンテナンス要件が低減され、フラッシュランプに必要な頻繁な交換と比較して、レーザーシステムの運用寿命が大幅に延長されます。
高電圧インフラの排除
ダイオードポンピングへの移行により、電源アーキテクチャが簡素化されます。
DPSS技術は、従来のシステムで一般的な故障点および安全上の懸念事項である高電圧電源を排除します。これは、医療グレードのデバイスに必要な高い信頼性に貢献します。
アーキテクチャの変更の理解
レガシー技術のトレードオフ
DPSSは現代の標準を表していますが、アップグレードを完全に理解するためには、それが置き換えるFPSSシステムの限界を理解することが重要です。
FPSSシステムは「ブルートフォース」エネルギー伝達に依存しており、スペクトル精度の欠如を補うために高電圧と大型冷却機構が必要です。このレガシーアーキテクチャは、必然的に、熱応力によるコンポーネント劣化を起こしやすい、より大きく重いデバイスにつながります。
目標に合わせた適切な選択
医療用レーザー技術を評価する際、選択は物理的な設計を優先するか、長期的な運用を優先するかによって異なります。
- デバイスの携帯性を最優先する場合：DPSSは、かさばる冷却ユニットを排除し、コンパクトで軽量な製品設計を可能にする決定的な選択肢です。
- 運用信頼性を最優先する場合：DPSSは、高電圧電源を排除し、メンテナンスサイクルの頻度を低減することで、優れた価値を提供します。
DPSS技術は単なる段階的な改善ではありません。サイズ、熱、信頼性の問題を解決するために効率を最大化する根本的な再設計です。
概要表：
| 特徴 | DPSS技術（現代） | フラッシュランプ励起（レガシー） |
|---|---|---|
| エネルギー効率 | 高（吸収ピークが一致） | 低（広帯域スペクトルの無駄） |
| 熱管理 | 最小限の熱；コンパクトな冷却 | 高熱；かさばるチラーが必要 |
| 装置サイズ | コンパクトでポータブル | 大型で重い |
| メンテナンス | 低（高電圧故障なし） | 高（頻繁なランプ交換） |
| 電源 | 低電圧半導体 | 高電圧インフラ |
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参考文献
- Yoon-Ah Kim, Seung Hoon Woo. A Comparison of the Effects of Solid-state Lasers on Normal Guinea-pig Muscle and Skin: Using 532 nm Flashlamp-excited and Diode-excited Lasers. DOI: 10.25289/ml.2022.11.1.40
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Belislaser ナレッジベース .
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