Conception d'une source à impulsions courtes à 1600 nm à fibres dopées erbium. Application à la greffe de cornée. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2010

Design of a high-energy short pulse erbium doped fiber laser at 1600 nm. Application to corneal grafting.

Conception d'une source à impulsions courtes à 1600 nm à fibres dopées erbium. Application à la greffe de cornée.

Résumé

Femtosecond lasers have proved to be high precision surgical tools and are now widely used in ophthalmology to create flaps in transparent corneas. However, in order to cut pathological scattering corneas and perform corneal grafting, specific short pulse laser sources must be designed. The spectral region between 1.6 μm and 1.7 μm has the potential to reduce scattering as well as minimize tissue absorption. In this report, we demonstrate a femtosecond laser at 1.6 μm for corneal surgery. This fiber laser is based on single mode components and a large-mode-area erbium doped fiber amplifier for maximal robustness and compactness. A chirped pulse amplification scheme allowed to produce high energy short pulses with good temporal quality. Numerical simulations have also been conducted to design and optimize high energy femtosecond amplification at 1.6 μm in erbium-doped fibers. The potential of this laser has been confirmed by the first experimental cuts performed on human corneas. Compared to traditionnal lasers, this study showed a clear improvement of cutting depth and quality.
Le laser femtoseconde constitue un outil de découpe chirurgicale de grande précision. Son usage est en particulier très fréquent en ophtalmologie dans le cadre de la découpe de cornées transparentes. Cependant la découpe de cornées diffusantes nécessite le développement de nouvelles sources à impulsions courtes optimisées. La région spectrale comprise entre 1,6 μm et 1,7 μm a été identifiée comme optimale pour réduire l'impact de la diffusion tout en minimisant l'absorption des tissus. Dans ce manuscrit de thèse, une source laser d'impulsions courtes à 1,6 μm adaptée à la greffe de cornée est présentée. La combinaison de composants fibrés monomodes et d'une fibre à large aire modale, dans une architecture d'amplification à dérive de fréquence, a permis d'extraire des impulsions de forte énergie tout en conservant une bonne qualité temporelle. Un modèle numérique a également été développé afin d'étudier et d'optimiser l'amplification à haute énergie à 1,6 μm dans les fibres dopées à l'erbium en régime femtoseconde. Les premiers tests de découpe sur cornées humaines ont confirmé le potentiel de la source développée. Comparativement aux sources traditionnelles, les études menées montrent en effet une nette augmentation de la profondeur de découpe.
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Dates et versions

tel-00611016 , version 1 (25-07-2011)

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  • HAL Id : tel-00611016 , version 1

Citer

Franck Morin. Conception d'une source à impulsions courtes à 1600 nm à fibres dopées erbium. Application à la greffe de cornée.. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Paris Sud - Paris XI, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00611016⟩
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