Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

14 Lasersysteme 321
Abb. 14.34. Aufbau des FEL am S-DALINAC. Der Elektronenstrahl wird von der
Glühkathode (1) aus in den 10-MeV-Injektor-Linac (3) gespeist, wobei im Abschnitt
(2) die 3-GHz-Zeitstruktur aufgeprägt wird. Im supraleitenden Beschleuniger (6)
können die Elektronen pro Durchlauf bis zu 40 MeV gewinnen. Der Elektronenstrahl
kann durch die Transportsysteme im unteren Teil ein oder zweimal rezirkuliert werden,
sodass Energien von 130 MeV erreicht werden können. Wenn der Elektronenstrahl
in den Undulator (7) eingekoppelt wird, kann die emittierte Strahlung vom
Spiegel (10) wieder auf den 2. Resonatorspiegel (9) reflektiert werden. Am Auskoppelspiegel
(10) ist ein 60 m langes Auskoppelsystem, das in das optische Labor führt,
angebracht
Der Beschleuniger für FELIX hingegen ist speziell für den Betrieb des FEL
konzipiert worden. In zwei Beamlines deckt FELIX den Bereich von 5–130 µm
ab. Der Beschleuniger liefert hier 10 µs lange Pulszüge, die die Einhüllende
der ps-Substruktur sind [9].
14.5.3 Medizinische Forschung mit FEL
Für die grundlegende Untersuchung der Wechselwirkung von Licht mit Gewebe
sind FEL sehr wertvolle Instrumente, da sehr leicht Wellenlängenbereiche
untersucht werden können, die bisher noch nicht von anderen Lasern
abgedeckt werden. Zudem haben viele FEL ausreichend hohe Ausgangsleistungen
und eignen sich deshalb für laserchirurgische Untersuchungen.
Wegen der starken Absorption von Wasser ist der Spektralbereich ab etwa
2 µm für chirurgische Laser zum Schneiden und Ablatieren interessant [12].
Hier konnten sich schon einige weiter oben erwähnte Systeme in der Praxis
etablieren (z.B. Er:YAG (3 µm), Ho:YAG (2,1 µm) und CO2 (um 10 µm) [1]).
Wegen eines Absorptionspeaks von Wasser und Proteinstrukturen um 6,4 µm
scheint auch dieser Bereich recht vielversprechend zu sein [10, 11]. Mit FEL
können interessante Wellenlängenbereiche untersucht werden, um optimale
Parameter für spezielle Einsatzgebiete zu finden. Neben der Laserwellenlänge
ist natürlich auch die Pulsstruktur des Lasers für den Abtragungsprozess
ausschlaggebend.