Экономическая часть. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ обоснование проведения дипломной работы. В последнее время развитие и совершенствование передовых технологий привело к широкому внедрению достижений науки и техники, в том числе и квантовой электроники, в медицину. В современной медицине существуют несколько способов лечения онкологических заболеваний 1. Химиотерапия.
К недостаткам этого метода можно отнести вредность, используемых лекарств, а также их высокую стоимость, длительный период выведения лекарства из организма, побочные явления и невысокую эффективность. 2. Хирургическое вмешательство. Недостатки этого метода связаны с затратами на содержание человека в больнице и его длительной нетрудоспособностью в послеоперационный период. Наиболее перспективными методами лечения в России и за рубежом считается методы с применением лазерной техники.
Сейчас такие методы из-за их высокой стоимости доступны далеко не каждому больному. Данная дипломная работа является шагом в направлении уменьшения стоимости изготовления техники и, следовательно, большей ее доступности для потребителя. Потребность современной техники в новых материалах, перспективных благодаря их необычным физическим свойствам, возрастает с каждым годом. Среди таких материалов важное место принадлежит неорганическим монокристаллам.
Известные на сегодняшний день лазерные кристаллы удовлетворяют далеко не всем существующим потребностям например КПД лучших из них не превышает 60 , порог генерации порядка 50 мВт, невысокое оптическое качество, связанное с неразрешёнными технологическими проблемами, такими как, например, подбор условий роста объёмных кристаллов. В последние годы очень активно изучаются материалы, содержащие в качестве активатора хром в нетрадиционной для него степени окисления 4 . На их основе возможно создание лазеров с перестраеваемой частотой излучения в диапазоне 1,1-1,5 мкм. На сегодняшний день, германосилленит Bi12GeO20 активированный ионами хрома, является одним из перспективных материалов для перестраеваемых лазеров ближнего ИК диапазона. Благодаря наличию широкой области перестройки около 200 нм этот материал может быть использован в медицине для лечения онкологических заболеваний, так как область его перестройки захватывает длину волны 1,27 мкм, которая обладает высоким терапевтическим эффектом в борьбе с раковыми клетками.
Основными методами получения монокристаллов германосилленита для лазерных применений являются методы Чохральского, оптической зонной плавки.
Получение лазерных элементов этими методами сопряжено с большими материальными и энергетическими издержками, значительная часть монокристаллов теряется в процессе изготовления конечного продукта до 50 из-за дефектов, включений, двойников, дислокаций и т.д. На сегодняшний день основным производителем лазерных элементов на основе силленита является фирма Union Carbide Corporation, на долю которой приходится 40 производства.
Себестоимость одного лазерного элемента составляет около 1500 по данным UC В связи со сложной экономической ситуацией в нашей стране производство лазерных элементов НИИ Полюс , АОЗТ ИРЕА полностью прекращено. В последнее время ведутся интенсивные исследования в области миниатюрных лазерных компонентов, поскольку они дают значительные преимущества перед обьемными монокристаллами, например высокий уровень легирования активного материала для получения высокой эффективности КПД ориентировочно до 80 при небольших энергиях накачки диода высокая компактность и технологичность время изготовления лазерного элемента на основе обьемного кристалла составляет примерно 3-4 сут а на основе пленки за 2 часа можно изготовить 80-100 элементов размер лазерного элемента на основе пленки не превышает 1 мм2 для кристаллов 10-15 см3 низкие пороги генерации 17 мВт вместо 50 мВт для лучших образцов обьемных кристаллов. соответственно более высокие КПД 80 вместо 60 малые отходы при производстве конечного продукта и, как следствие, уменьшение себестоимости. Основным преимуществом миниатюрных лазеров является возможность создания их в интегральном исполнении со стекловолокном и диодной системой накачки.
Данное направление возможно реализовать исключительно с применением метода жидкофазной эпитаксии, чему и посвящена данная дипломная работа. 4.1.1