CN1520347A - 具有特殊调谐射频电磁场发生器的等离子体切割物质的装置 - Google Patents

具有特殊调谐射频电磁场发生器的等离子体切割物质的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1520347A
CN1520347A CNA028110757A CN02811075A CN1520347A CN 1520347 A CN1520347 A CN 1520347A CN A028110757 A CNA028110757 A CN A028110757A CN 02811075 A CN02811075 A CN 02811075A CN 1520347 A CN1520347 A CN 1520347A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electromagnetic field
plasma
energy
plasma cloud
cutting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA028110757A
Other languages
English (en)
Inventor
�������¡�J��������
理查德·J·福格
达米安·珈克塞奥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN1520347A publication Critical patent/CN1520347A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/042—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating using additional gas becoming plasma
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/14—Probes or electrodes therefor
    • A61B18/1402—Probes for open surgery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/006—Control circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H05H1/4645—Radiofrequency discharges
    • H05H1/466—Radiofrequency discharges using capacitive coupling means, e.g. electrodes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/1206—Generators therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00696—Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/00702—Power or energy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00773—Sensed parameters
    • A61B2018/00875—Resistance or impedance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/1206—Generators therefor
    • A61B2018/1213—Generators therefor creating an arc
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2245/00—Applications of plasma devices
    • H05H2245/30—Medical applications
    • H05H2245/32—Surgery, e.g. scalpels, blades or bistoury; Treatments inside the body

Abstract

一种利用协调等离子体云对物质进行切割的方法。射频发生器系统(10)生成脉冲或者连续的电磁波形，该电磁波由一有源发射器切割电极端头(26)发射。利用该电磁波通过例如热离子化以及光电效应等过程，激发一等离子体云(32)。将此电磁波调节为与该等离子体云阻抗匹配、频率匹配、功率匹配且与后者相调谐，从而维持并控制一个具有降低的原子粒子湍流及扰动的协调等离子体云。此协调等离子体云形成覆盖有源发生器电极端头表面的覆盖层，并且起到降低对本发明的等离子体切割装置的功率放大器(22)的输出能量的要求的作用。本发明是一种有效的、整齐的以及廉价的可用于切割物质的装置。

Description

具有特殊调谐射频电磁场发生器的 等离子体切割物质的装置
技术领域
本申请是序列号为09/112,471的美国专利申请的部分延续申请(CIP)。
本发明涉及用于使用协调等离子体云切割物质的等离子体发生装置，更具体地说是涉及一种利用由一射频信号发生器系统所发射的电磁波能来激发和维持的调谐等离子体云。所述系统与该切割协调等离子体云阻抗匹配、频率匹配和输出功率匹配，其中，所述切割协调等离子体云由所述装置激发、维持和控制且在切割过程中包围本发明的受激发的发射器切割探头。
背景技术
例如金属刀片、蓝宝石刀片、或钻石刀片等坚硬的物理刀片是最常用的切割装置。这些切割都是基于硬质物质的光滑锐利的棱缘与要切割物质表面之间的物理学的磨擦作用而进行的。这种试图利用将一种坚硬的物质切入另一坚硬物质中的纯粹的物理方法效率不高，特别当被切割的物质是例如生物组织、木制品或甚至是金属之类的坚实致密物质时会遇到大的磨擦阻力，因而这种方法效率低下。为此，人们已经借助于例如电子切割、电切割或者外科透热来对物质进行切割。当利用所述切割装置切割物质时，由于存在例如介质滞后和涡流等现象，被切割物质内的电阻会产生热效应，不受控制的等离子体电弧会引起物质的燃烧或挥发。最后这两种现象就会引发一种可造成能够切割物质的已知为透热效应的物理反应，所以该方法的使用受到了一定的限制，这是由于其具有以下缺点：由于所发生的燃烧和炭化作用而对切割路径之外的物质会造成损害，还常常引起难闻的烟气。典型的电切割装置的低效率性表现为在切割端头产生切割效应需要通常大于50瓦特的功率。典型电切割或外科透热所需的相对高的输出功率是这些装置的低效率的辅助原因，因为它们是在传统的电阻透热法和不稳定、不可控制的、散焦的等离子体电弧放电结合的基础上进行操作的，而这种散焦的等离子体电弧是一种不协调的等离子体的形式。
也可以利用激光来切割，但是，激光切割价格不菲而且需要很大的系统输入能以产生足够功率的激光束以切割物体。激光已应用于发生等离子体以及用于诸如微电子领域的蚀刻等方面。
等离子体电弧放电可以在诸如焊接电弧、火花塞电弧、闪电电弧、氖光灯、荧光灯以及外科透热电弧等领域中出现。无控的电弧放电本身是不协调的等离子体流的一种形式，表现为无控制的等离子体内的电离原子粒子的湍流以及相当级别的等离子体内的原子粒子扰动。等离子体电弧内的原子粒子湍流代表一种类型的原子粒子扰动，而且原子粒子扰动的无控制性造成大量的能量泄露至预定切割路径之外的物体中，从而产生过热。当利用经典的电切割或者外科透热而出现意外的电弧放电时会产生这种巨大程度的过热。这种能量泄漏入围绕预定切割物体的路径的物质中会引起能量暴露，并对周围的物质构成损害。仅仅降低切割尖端功率，因为不能大大地减少构成等离子体电弧的电离原子粒子湍流，所以其本身不能显著地改善等离子体原子粒子的扰动。此外，本发明利用一系列物理化学原理以最小化经典不协调等离子体电弧放电的原子粒子扰动，并且控制由本装置所产生的等离子体的物理特性。本发明通过减少等离子体云内的原子粒子的湍流而使不协调等离子体电弧放电最小化，由此大大减小等离子体云中的原子粒子扰动，从而产生协调等离子体云。协调等离子体以更有控制、有效和安全的方式进行切割，因为协调等离子体云中的原子粒子成分以更稳定、平衡和受控制的状态存在，比不协调等离子体更加有序而且原子粒子湍流更少。通过利用物理学的收聚效应，根据本发明的协调等离子体云进一步被压缩、控制、构形并整形。然后本发明的压缩等离子体云因磁瓶现象和向心电场作用而被俘获和控制，所述向心电场力作用以将等离子体粒子向内推向激发的发生器切割端头；这两个原理对于物理学界是公知的并且应用于例如核物理等领域。与经典的电子切割和外科透热切割装置相反，我们的装置利用协调受控的等离子体云而不是经典的电阻透热法来进行切割。
因此，本发明的目的和优点为：
(a)提供一种切割装置，其利用廉价的电子射频信号发生器，放大器、阻抗匹配及输出调节网络、和发射探头来产生、放大、调节和发射电磁波。
(b)利用一个实心、非中空的导电射频发射探头来产生、维持和控制等离子体。但在设计中发射探头也可以是完全中空或部分中空的。
(c)利用一种相对于目前使用中的其他电切割方法需要更低的系统输入能量的电子电磁场发生器系统来产生等离子体切割刀片，所述系统的平均输入功率甚至可以低至2瓦特。所述系统所需的系统输出能量也比目前使用中的其他电切割方法所需的输出能量低，所述系统的平均输出功率甚至可低至1瓦特。
(d)在不需要将如等离子体腔中等离子体吹焰器和刻蚀系统的等离子体发生装置中所采用的将一种可离子化的气体喷注入切割区域中的情况下就可形成切割等离子体云。
(e)通过对来自本发明中所述电磁发生器系统的能量进行调节并使之与包围并覆盖在有源发射器切割电极端头的等离子体云阻抗匹配，来产生协调等离子体云，使其中的原子粒子扰动及湍流大大低于其他等离子体切割装置中的扰动及湍流。
(f)通过使来自本发明中所述电磁发生器系统的能量与包围并覆盖有源切割电极端头的等离子体云中的原子粒子振荡谐频和频率达到频率匹配而产生协调等离子体云，使得其中的原子粒子扰动及湍流大大低于其他等离子体切割装置中的扰动及湍流。
(g)通过使本发明中所述电磁发生器系统的输出功率与激发和维持协调等离子体云所需功率达到功率匹配而产生协调等离子体云，使得其中的原子粒子扰动及湍流大大低于其他等离子体切割装置中的扰动及湍流。
(h)使该电磁波形发生器能量以紧密耦合且高效的方式转化为等离子体云，所述等离子体云包围并覆盖有源发射器切割电极端头，以此来降低激发和维持包围该有源发射器切割电极端头的协调等离子体云所需的射频发生器/放大器的输出功率。
(i)利用公知的物理学的收聚效应原理来收聚、压缩和成形覆盖在有源发射器切割电极端头周围的协调等离子体云。
(j)利用公知的物理学的磁瓶效应原理和向心电场力以将等离子体粒子向内推向激发的发生器端头，从而俘获和容纳协调等离子体云而不需要使用实心物质限制容器来包含等离子体云。这样就可避免在有源发射器切割电极端头附近使用中空的等离子体保持腔了。
(k)利用物理化学的隧道效应原理使有源发射器切割电极端头所发射的电磁波反射离开协调等离子体云周围的物质，且由此使电磁波反射回到包围该受激发发射切割电极端头的协调等离子体云中。以这种方式，我们就可利用隧道效应来产生电磁屏蔽，从而使与预定的切口路径之外的物质进行反应并穿入其中的所发射的电磁辐射量最小。这一系统就可使电磁辐射泄露所造成的潜在的负作用最小化。而且反射回到等离子体云中的电磁辐射将进一步激发协调等离子体云，这样就可进一步减少电磁波发生器系统为了维持等离子体云进行有效切割而需要的输出能量。
(l)通过使用密集收聚在有源发射器切割电极端头周围的协调等离子体云，使切割等离子体的动能集中到更窄的切割路径从而可以在物质中产生不连续的、整齐的切口，还可使对预定的切口路径之外的物质造成的挤压或负作用最小化。
(m)提供例如小刀和金属刀片等纯物理能量切割技术之外的另一种可选技术，同时还能提供一种比目前可获得的其他切割形式效率更高、效果更好、准确性更高、更整齐的切割装置。
(n)可提供一种比市售的诸如激光等高科技切割装置更廉价的切割装置。
发明内容
本发明所述装置是一种特别调谐射频发生器和功率放大器系统。本发明既不需要对发射器切割电极端头进行极其复杂的设计，也不需要例如托卡马克(tokamak)或者回旋加速器等精密等离子体控制装置。由本发明所述系统产生的电磁波是一种辐射电磁能的方式，且由本系统的有源发射器切割电极端头发射出去。所述辐射电磁能经过特别调节，可与有源发射器切割电极端头与待切割物质间的界面处的原子和分子相互作用。辐射电磁能与切割电极端头表面处的原子和分子之间的相互作用包括可使有源切割电极端头和要切割物质界面处原子的电子脱离其原子轨道的光电效应和热离子化效应。辐射能量可对沿有源发射器切割电极端头表面处的电子和离子进行激发。这一过程的结果是使原子转变成具有更高能量的离子和电子。自由的带电原子粒子在空间中快速移动，直至与电极界面处的其他原子的电子相碰撞，而使另外的电子脱离其原子轨道。重复这一过程便形成了被称为雪崩效应的带电原子粒子撞击的连锁反应，这种雪崩效应有助于激发沿有源发射器切割电极端头表面形成等离子体云。本发明中所述装置与包围在有源发射器切割电极端头周围的等离子体云阻抗匹配、频率匹配、功率匹配且两者相调谐。本发明中所述装置对所产生的电磁波进行调节，以使能量以紧密耦合且高效的方式转化为等离子体云，这样就可使电磁能量向等离子体云的转换效率最大化，使辐射电磁能量进入预期切口路径周围的物质中的能量损失最小化。利用物理化学原理来控制等离子体云的形状和特性，包括降低等离子体云中原子粒子的扰动度。本发明所述装置以此方式来形成可将能量聚集到预定的切口路径上的协调可控等离子体，而不同于在典型电切割或外科透热装置中所见到的腐蚀性的不协调的等离子体电弧放电。这种协调(harmonious)等离子体云比典型电切割或外科透热系统表现出更低的原子粒子扰动而其切割效率却比典型电切割或外科透热系统高。
附图说明
图1示出在切割发射探头系统与要切入的物质之间采用电容耦合的等离子体切割装置。
图2示出在切割发射器探头系统与要切入的物质之间采用电阻耦合的等离子体切割装置。
具体实施方式
图1和图2所示为本发明所述的等离子体切割装置的一种典型实施例。可采用例如通断按钮或通断开关(14)等装置的射频开关(12)来实现对射频信号发生器(10)的输出信号的接通和断开。射频信号发生器的输出信号通过一个信号门(20)从动于一个脉冲串式工作循环发生器(16)或连续式自激发生器(18)。突发式或连续式射频输出信号接着通过一个功率放大器(22)被放大。功率放大器的输出信号接着经过一个阻抗匹配及输出调节网络(24)的调节后而被引入到一个有源切割发射器机头(26)中。当受激时，切割发射器机头(26)远端处的切割电极端头(28)的周围就形成了等离子体云，就是利用所形成的等离子体云来定位对要切割的物质(32)进行切割的路径。可以通过一个电容耦合盘(30)或一个电阻耦合电极(34)来将要切割的物质(32)耦合到等离子体切割系统处。尽管可以采用部分空或全空的切割电极端头，但该受激发的切割电极端头(28)最好采用一个实心的非空导体。最好将该切割电极端头(28)设计成直线或曲线形，但是切割电极端头(28)的形状设计不必受限制，甚至可以设计成一环状或多角状。
本发明的切割物质的装置不同于所有的现有的用于切割物质的装置。使用通断按钮/通断开关(14)来实现对射频开关(12)的激发和退激。以此来调整射频信号发生器(10)输出信号的传输。进一步控制射频信号发生器的输出信号，以便通过一个脉冲串式工作循环发生器(16)或一个连续式自激发生器(18)来启动或去启动其传输。输出信号经过一个功率放大器(22)被放大，接着受到一个阻抗匹配及输出调节网络(24)的调节。输出信号接着被导入切割发射器机头(26)。通过一个电容耦合盘(30)或一个电阻耦合电极(34)将要切割的物质(32)耦合到本发明中所述装置上。输出信号通过一个切割电极端头(28)而从等离子体切割装置发射出去，并形成围绕而在切割电极端头(28)的等离子体云。这种等离子体覆层能够与物质的原子和分子发生反应，以定位对要切割的物质(32)进行切割的路径。
本发明所述系统类似于与大气中空气阻抗相匹配的标准的射频发射系统，但是本发明中所述系统是与受激发切割电极端头(28)周围的协调等离子体云阻抗匹配、频率匹配、功率匹配且相调谐的系统。尽管本发明中所述系统类似于其他的电磁波发射系统，但该系统中以某种形式合并采用了许多种物理及化学原理，这种形式允许我们创建一种新的装置以获得对物质有规则且有效的切割。
在本发明所述装置的有源切割电极端头(28)周围产生协调等离子体形成了可见的有序的等离子体云，该等离子体云可以由本发明中所述的等离子体切割系统所激发、维持和改变。与其他等离子体切割系统相比，本发明中所述装置中的包围在受激发的切割电极端头(28)周围的协调等离子体还表现出在等离子体云中的原子粒子扰动及湍流大大降低，因此本装置具有明显不同的电子特性。
本装置中的等离子体云所具有的协调特性使得能量可以更好地聚集在要切割的路径上，而仅有较少的能量溢出到要切割的路径之外。因此与典型的电切割系统相比，本装置可以在对预定的切口路径之外的物质形成更少挤压的情况下获得一种更整齐、更精确、更大功率以及更有效的切口。
尽管等离子体是宇宙中最普通的物质形态，但它是在地球上的四种物质中最难找到的一种。地球上存在的等离子体的例子有：焊弧、火花弧、氖光电弧、闪电放电周围的电弧以及在电切割或外科透热中见到的不受控制的弧光、腐蚀性的等离子体电弧。等离子体也用于例如半导体刻蚀等领域中，但所利用的等离子体是由例如激光或精致的等离子体刻蚀腔等昂贵的高能量消耗系统所产生的。我们利用典型的电切割或外科透热装置所表现出的原子粒子扰动及湍流水平来作为定义等离子体中的原子粒子湍流或扰动度增加或减小的一个相对标准。
本发明中所述系统是采用一种不昂贵的电子射频发生器/放大器系统来产生、调节以及发射来自一个切割电极端头(28)的连续式或突发的电磁场。脉冲式电磁场的周期时间可以变化，脉冲式的每个完整的通断周期可以小到0.000001秒。这种电磁场发生器系统的具体参数很大程度上是由沿着切割电极端头(28)和要切入的物质(32)之间的界面的原子粒子组成来决定的。本系统利用沿切割电极端头(28)和要进行切割的物质(32)之间界面处的原子而产生等离子体云，这完全不同于将一种可离子化气体注入到切割区域中然后再激发注入的气体并使其转化成等离子体。但是本发明中所述等离子体切割系统可以在切割电极端头(28)的区域内注入一些补充性的可离子化气体，以便于加强切割过程。本发明并不需要用于发射器切割电极端头的复杂的设计，也不需要例如托卡马克或回旋加速器等精细的等离子体控制装置。
本系统所产生的电磁波是一种辐射形式的电磁能量且可从本系统的有源切割电极端头(28)发射出去。还特别将辐射电磁能调节为可与有源切割电极端头(28)表面上的原子和分子发生作用。由等离子体切割电极端头(28)处的原子粒子作用及动力作用所间接产生的电磁频率在实现本系统的功能及效果方面起到了重要作用。所产生的基本电磁波的谐频常常在实现本系统的功能、动力学效果方面起到重要作用。该辐射电磁能与原子和分子间的作用包括热离子化和光电作用，这些作用使得在要切入的物质(32)和切割电极端头(28)之间界面处原子中的电子脱离其所处的原子轨道。这一过程就使得原子和分子转变成离子和自由电子。自由的带电原子粒子在空间中移动，直至与其他的电极表面原子发生碰撞，由此会将更多的电子撞出其原子轨道。重复这一过程，便形成了被称为雪崩效应的带电原子粒子撞击的连锁反应，这种雪崩效应参与了有源切割电极端头(28)表面的等离子体云的形成过程。
本发明中所述装置与切割电极端头(28)周围的等离子体云阻抗匹配、频率匹配、能量匹配且两者相调谐。本装置对发射的电磁波形进行调节以能够以高耦合度、高效率地将能量转换成等离子体，以便于将来自切割电极端头(28)的能量最大程度地转换成等离子体云，而使进入预定的切口路径周围物质内的电磁辐射能量损失最小。利用物理化学原理来控制等离子体云的形状和特性，包括调整等离子体云中的原子粒子湍流。本发明中所述装置以这种方式产生了可将能量聚集在预定的切口路径上的协调的可控等离子体，这完全不同于在典型电切割或外科透热装置中所见到的腐蚀性的不协调等离子体电弧放电。这种协调等离子体云具有比典型的电切割或外科透热系统更低的原子粒子湍流，因此本发明中所述系统可以完成比典型的产生不协调等离子体电弧放电的电切割或外科透热系统效率更高的切割作用。
利用电磁场来调整原子粒子的顺序扩展到电子、物理和化学领域。在现代科技甚至包括用于发电的涡轮发电机中都经常利用电磁场来使原子粒子更有序。同样核磁共振(NMR)装置也利用了磁场来使随机排列的原子粒子(原子粒子的扰动或湍流较高)变成定位在磁场平面内的原子粒子(原子粒子的扰动或湍流较低)。与此类似，本发明中所述装置也是利用具有阻抗匹配、频率匹配、能量匹配及相调谐的电磁波来激发、维持和调节切割电极端头(28)周围的等离子体云，以及降低等离子体中原子粒子的无序和扰动。这样，调节本发明中包围切割电极端头(28)的等离子体云中的原子粒子，以便它们具有比典型电切割系统中的等离子体电弧放电中所具有的更低的原子粒子扰动度和更高程度的粒子有序性，因此本发明中所述装置可以形成协调的等离子体云。
我们可以把典型电切割或外科透热装置所表现出来的原子粒子湍流及扰动水平作为一个用来确定和表示等离子体中的原子粒子湍流或扰动度是增大还是减小的相对标准或基线。
电磁波频率效应与电磁波功率或场强是彼此相关的且呈现动态的变化。核磁共振指出：当原子粒子的进动频率和辐射电磁能的频率发生共振时，进动的原子粒子可以吸收辐射的电磁能量。换句话说，核磁共振表明当原子粒子与辐射电磁波频率相匹配时就会发生对电磁能量的充分吸收。本发明中所述装置也表明关于本发明的发射电磁波与组成切割电极端头(28)周围等离子体云的原子粒子特性之间频率匹配重要性的一种类似的关系。
核磁共振还指出：原子粒子进动频率可能与原子粒子所处磁场强度直接相关。因此所采用的磁场越强，则达到能量充分吸收所需的共振所需要的电磁场频率就越高。同样地，当我们从赤道向北极或南极的任一个地球磁极移动时，地球电离层的“D”和“E”层中的电子回转频率就会增加。这一原理与本发明中所述装置所表现的场强和电磁频率之间的关系进而使其所发射的电磁波与组成切割电极端头(28)周围等离子体云的原子粒子间的功率匹配和频率匹配中所包含的科学原理相同。但是，本发明所述电磁场发生器系统所具有的各个参数大体上可随要切入的不同类型的具体物质而变化，主要取决于沿切割电极端头(28)和要切入的物质(32)间界面中的原子粒子组成情况。
在所发射的电磁波与发射元件周围的分子组成之间存在着很强的相关性。无线电报员Ham利用了一个被称为驻波比的度量单位来表征发入大气中的电磁波功率的百分比。Ham无线电单元可以对其所发射的电磁波进行调节，以使发射到大气中的电磁能量的比最大化。本发明中所述装置与此相类似，这是由于该装置通过阻抗匹配与输出调节网络来使所发射的电磁辐射最大化，其中所述的阻抗匹配与输出调节网络可使电磁波能量以紧密耦合的高效率方式转换成包围在切割电极端头(28)周围的等离子体云。以这种方式，本发明中所述装置就可有效地将辐射电磁能转换成切割电极端头(28)周围的等离子体云。
弧光是不协调等离子体流的一种形式，表示在等离子体中存在着不受控制的湍流的离子化的原子粒子流，由此便增加了等离子体中的扰动及湍流程度。由例如核磁共振(NMR)等其他领域中可看出：仅仅通过减小切割端功率本身是不可能大大改进等离子体的协调性的，这是因为这种方法不会大大降低组成等离子体电弧放电的离子化原子粒子流的湍流或扰动。与物质的其他形式相同，等离子体具有包含大范围的温度、密度、流动性、原子粒子成份等各种物理特性。在地球上的例如焊弧、火花弧、闪电弧光、电切割或外科透热弧光等很多领域中都会发现等离子体电弧放电。典型电切割等离子体电弧中的原子粒子湍流的大体强度就代表着一种形式的升高的原子粒子扰动度其中原子粒子扰动所具有的不受控制的特性是由等离子体云中湍流的原子粒子流所造成的。这种形式的等离子体就是不协调的等离子体，当利用来切割时就会造成大量发热或出现大量能量溢出到预定的切口路径之外的物质中去。溢出到预定的切口路径之外物质中的能量会造成能量暴露、热暴露，还会对周围物质造成损坏。本发明中所述装置通过大大降低等离子体云中的原子粒子湍流而使典型等离子体电弧放电最小化，并由此产生出协调的等离子体云。
随着电磁场穿过受激发的切割电极端头(28)周围的协调等离子体的薄层，电磁场会缓慢地降低其幅度。最后，电磁场将完全穿过等离子体云而接触到预定的切口路径之外的物质，也就是在切割等离子体云周围的物质。按照物理化学的隧道效应原理，所产生的电磁波会遇到与其频率不协调且阻抗不匹配的壁垒，电磁波的大部分剩余能量就会反射回到协调的等离子体云中。反射回去的电磁能量将进一步激发等离子体云中的分子粒子，这样就可减少必须由电磁波发生器系统所发射的输出能量。这一过程也会使总的电磁辐射量中透射到预定切口路径之外的物质、与之反应且对该物质存在潜在辐射泄露的电磁辐射的百分比达到最小化。
可利用本装置中所产生的磁场向心力来控制协调等离子体云的原子粒子与受激的切割电极端头(28)表面之间的距离。该电离粒子沿螺旋线在电场中行进，同时单个的电离粒子可同时振荡、振动、自旋和/或进动。另外，在本发明所述装置中还用到了在例如等离子体物理等领域中已采用了多年的收聚效应。我们就可以此方式通过利用实心的或中空的发射器切割电极端头(28)来对协调等离子体云进行压缩、定形、整形和控制。我们还可利用在例如核物理中已采用了的磁瓶效应来捕集和容纳经压缩的等离子体云，而不需要实心物质容器了，这样就可避免使用中空或带有空腔的切割端探头来俘获和控制等离子体云了。通过增加协调等离子体云中的原子粒子的密度就可大大增加等离子体云功率密度，进而就可以改进等离子体云的切割效率及其功率。
另外，通过压缩等离子体云就可大大减小等离子体云的横截面直径，进而就可减小预定的切口路径的宽度，同时还可使对预定的切口路径之外的物质造成的负作用或潜在反向挤压最小化。一旦切断电磁波发生器系统的电源，协调等离子体云的能量水平就可迅速衰减到使组成等离子体云的原子粒子无法维持在公知的等离子体云物质状态的点。
因此，读者将会发现使用一种特别调谐的电磁波来发生协调的等离子体，该等离子体可以具有受控的外形、轮廓，功率密度以及物理特性，以允许我们产生一种更加高效、更多控制的、更少毒性的，以及更加降低成本的切割物质的方法。
然而传统的电切割和外科透热装置使用低效率的传统电阻透热法来切割物质，而我们的射频发生器系统利用其控制的，发射的功率来产生并维持一个稀薄的协调等离子体，该等离子体覆盖切割电极端头。因此，我们的发明较传统电阻电切割或者外科透热系统需要的能量更少。本发明的切割是通过覆盖切割电极端头的协调等离子体云与待切割物质的相互作用而实现的。实际上，对物质的切割是通过受控的、协调的围绕受激切割电极端头的等离子体原子粒子云而实现的。并且，我们的等离子体切割装置具有以下优点：
该装置可以实现低成本产生等离子体；
该装置可以有效地产生等离子体；
该装置可以实现可控等离子体的发生；
该装置可以实现产生可以切割坚硬物质的等离子体；
该装置利用已知的物理原理来将辐射电磁能最大化地转变成发生的等离子体云；
该装置利用已知的科学原理来实现辐射的射频能量与其自身可能振荡、振动、自旋、和/或进动的原子粒子相互作用，并激发和激励这些原子粒子；
该装置与利用传统等离子体切割装置相比，能够产生具有更低的原子粒子的扰动以及较低的湍流的等离子体，因此实现协调等离子体的发生；
该装置对物质进行切割时在切割路径中产生更窄的通道；
该装置利用物理化学的隧道效应原理对物质进行切割，从而屏蔽预期切口路径之外的物质免于电磁辐射，因此免去了利用各种形式的物质构成屏蔽的需要；
该装置利用向心的电场力和磁场力来俘获在切割电极端头的周围所产生的等离子体；
该装置利用收聚效应来压缩、定形(contour)并且控制等离子体云的形状和密度，从而不需要使用大容积的腔室来容纳所发生的等离子体云；
该装置不需要极其复杂的发射器切割电极端头的设计；
该装置不需要例如托卡马克或回旋加速器等精细的等离子体控制装置或燃烧室；并且
对物质进行的切割是廉价的、整齐、有效、安全以及可控制的。
尽管上述等离子体切割装置可以应用于多种不同类型的物质，但是本发明也公开了以下的用于切割视觉组织(特别是在囊切开术过程中)的最佳工作参数：
输出电压(VP-P) 180-230V
输出频率(MHz) 9.8-9.9MHz
脉冲峰值输出功率(W) 9.0-14.7W Peak RMS
平均输出功率(W) 0.40-1.82W
占空因数 4.48-12.37％(按时间)
总脉冲循环时间(mS) 20.5-24.5ms
脉冲持续时间(mS) 0.92-3.03ms
输出阻抗(Ω) 400-600Ω
脉冲串信号调制 方波
载波调制 正弦波
发射器切割电极端头材料 304号不锈钢
发射器切割电极端头形状 实心管状
发射器切割电极端头尺寸 长0.75mm；横截面100μm
本领域的技术人员应该注意：为实现对其他类型的物质(即除视觉组织以外的物质)进行正确的切割，必须进行经验的计算以确定对于各种类型的物质的上述数值。首先，通常需要标准散焦不协调的等离子体电弧作为初始基准等离子体场。由于从电子设备向预定切割路径所转换的功率效率不高，因此这个初始等离子体可能需要高的功率级(例如平均功率50-500W)。然后，频率、阻抗以及系统功率的经验关联变化将允许科学家得到正确的变量组合，该正确的变量组合提供对预定切割路径的最大效率的功率转化，以及生成可维持的协调等离子体云。当改变一个变量(例如频率)并且已发现最佳级别时，则改变第二变量(例如输出阻抗)的值，然后根据改进的能量转化和等离子体云的改进特性而改变第三变量(例如输出功率)的值。频率、阻抗和功率参数可以通过使用射频发生器10、工作循环发生器16、18以及调整网络24而改变。上述过程可以重复多次，直到产生理想的“协调”等离子体为止。
本发明涉及在经验的基础上使电子系统达到与未精制的等离子体云阻抗匹配、功率匹配以及频率匹配，该等离子体云经过经验地改进并且精制成一种“协调的”等离子体云。例如，太小的系统功率将引起等离子体云的消灭，而太大的系统功率引起等离子体云“协调”特性降低并且变得有爆炸性且不受控制。当接近适当的系统参数时，系统功率条件将降低，而协调等离子体云的完整性将提高。精制的“协调”等离子体云可以用电子仪器直观地观察到(即通过一个高分辨率的显微镜)。
尽管上述说明包括许多说明，但是不应将这些说明解释为对于本发明的范围的限制，而仅是对于本发明的优先实施例提供的一些解释。因此，本发明的范围应该由后附的权利要求和合法的同族专利，而不是某个实例来限定。

Claims (50)

1.一种用等离子体切割物质的装置，包括：
产生射频能量的装置；
调节上述射频能量的装置；
将上述调整的射频能量馈入发射器切割电极端头；
利用上述调节的射频能量从上述发射器切割电极端头的表面产生向外的电磁场的装置，从而产生并维持一个围绕发射器切割电极端头的等离子体云，所述等离子体云是通过利用上述调节的射频能量激发沿上述有源发射器切割电极端头和要进行上述切割的物质之间界面处的原子粒子而产生和维持的。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述产生射频能量的装置包括一个射频信号发生器。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述调节上述射频能量的装置包括通过一个信号门将射频能量耦合到一个脉冲串式工作循环发生器的装置。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述产生电磁场的装置包括产生连续电磁波形的装置。
5.根据权利要求3所述的装置，所述装置还包括耦合到所述信号门的具有固定或者可变增益的功率放大器。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述调节所述射频能量的装置包括引导所述射频能量通过阻抗匹配和输出调节网络，以便使从发生器切割电极端头发射的信号最大化，同时使反射回所述装置的信号最小化的装置，其中，所述网络限制并调节射频能量信号特性。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述产生电磁场的装置包括在将调节的射频能量发射到上述切割电极端头之前，通过波导将调节的射频能量发送入切割发射器装置的装置。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述发射器切割电极端头包括一个实心的导体或者半导体元件。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述有源发生器切割电极端头包括一个线性或者基本呈曲线的元件。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述调节所述射频能量的装置包括使所述电磁场与所述等离子体云阻抗匹配、频率匹配、功率匹配以及使两者相调谐。
11.根据权利要求1所述的装置还包括将来自所述有源发生器切割电极端头的所述调节射频能量有效转换成沿所述发生器切割电极端头表面的等离子云中的所述原子粒子的装置，由此降低等离子体切割装置的功率要求。
12.根据权利要求1所述的装置，其中所述调节所述射频能量的装置包括用于匹配系统输出功率、所述电磁场频率、以及所述电磁场阻抗的装置，以使所述等离子体切割装置大体上与所述沿所述切割电极端头的所述表面处的原子粒子相调谐，从而使所述等离子体切割装置与切割路径的原子粒子的例如原子粒子振荡、振动、自旋以及进动等特性相调谐，以产生并维持一个受控的等离子体云。
13.根据权利要求1所述的装置，其中所述调节射频能量的装置包括降低沿所述发射器切割电极端头的表面处的等离子体云中所述原子粒子的湍流和扰动的装置。
14.根据权利要求1所述的装置，其中所述产生电磁场的装置包括当所述电磁场正沿预定的切割路径切割物质时可以实现将所述电磁场的总能以高的百分比转化为所述等离子体云的装置，并且该装置在所述电磁场到达预定的切割路径以外的物质时禁止将所述电磁场的总能以高的百分比传输至所述等离子体云外围的所述物质。
15.根据权利要求14所述的装置，其中由预定切割路径之外的物质所产生的所述电磁场的反射能量进一步激励所述等离子体云，由此进一步降低为了产生和维持所述等离子体云而需要由所述切割电极端头发射的总输出功率。
16.根据权利要求14所述的装置，其中所述产生电磁场的装置包括将围绕所述预定切割路径的物质与所述等离子体切割装置的所述电磁场的射频能量屏蔽开的装置，从而保护所述围绕所述切割路径的物质免于曝露于电磁辐射中。
17.根据权利要求1所述的装置，其中所述产生电磁场的装置包括为控制所述等离子体云中的原子粒子和所述有源发射器切割电极端头的表面之间的距离而控制由所述切割电极端头发射的电磁场的装置。
18.根据权利要求1所述的装置，其中所述产生电磁场的装置包括俘获所述等离子体云并将其限制在所述切割电极端头周围的装置，无需实心的(solid)物质限制容器或者密闭腔。
19.根据权利要求1所述的装置，其中所述产生电磁场的装置包括俘获、压缩、构形、以及控制所述切割电极端头周围的所述等离子体云的形状和密度的装置。
20.根据权利要求1所述的装置，其中所述产生电磁场的装置包括在降低所述等离子体云的截面直径和降低对所述物质的预定切割路径的宽度的同时增加所述等离子体云的能量密度的装置。
21.根据权利要求1所述的装置，其中所述产生电磁场的装置包括根据系统要求并基于所述原子粒子的例如原子粒子进动、原子粒子扰动、原子粒子自旋、以及原子粒子振荡等特性的改变而选择性地改变某些电磁场的例如上述阻抗、波形频率以及系统输出功率等特性的装置。
22.根据权利要求1所述的装置，其中所述调节所述无线射频能量涉及通过信号门将射频能量耦合到连续式自激振荡器。
23.根据权利要求3所述的还包括产生电磁场装置的装置，包括产生脉冲电磁波形的装置。
24.根据权利要求1所述的装置，其中所述发射器切割电极端头包括一个部分中空的电导体或者半导体元件。
25.根据权利要求1所述的装置，其中所述有源发射器切割电极端头包括环形的元件。
26.根据权利要求1所述的装置，其中调节所述射频能量的装置包括一个信号门，放大器和一个调节网络。
27.根据权利要求21所述的装置，其中所述原子粒子特性包括由下述特性构成的任一组：原子粒子进动、原子粒子振动、原子粒子自旋、原子粒子振荡、原子粒子物理学和化学参数以及原子粒子构成。
28.一种等离子体装置包括：
射频信号发生器；
与射频发生器的输出相耦合的调节网络，用于产生调节的射频能量；
与调节网络相连接的电极，其中将所述调节的射频能量耦合到所述电极，用于在所述电极处产生并且维持一电磁场，所述电磁场与在所述电极附近的原子粒子联合作用，以形成围绕电极的等离子体云。
29.根据权利要求28所述的等离子体装置，其中形成所述等离子体云的等离子体沿电磁场的磁场线传播。
30.根据权利要求28所述的等离子体装置，其中当使所述电极与所述物质接近时，将电磁场投入物质中，通过所述电磁场与位于所述电极和所述物质的界面处的原子粒子相互作用而形成所述等离子体云。
31.根据权利要求28所述的等离子体装置，其中所述电极包括一个切割工具的部件，其中所述电极用于切割物质。
32.根据权利要求28所述的等离子体装置还包括连接于射频发生器和调节网络之间的一个信号门。
33.根据权利要求32所述的等离子体装置还包括连接于射频发生器和调节网络之间的一个放大器。
34.根据权利要求28所述的等离子体装置，其中调节网络改变电磁场的特性，以使电磁场与等离子体云阻抗匹配、频率匹配、功率匹配以及使两者相调谐。
35.根据权利要求28所述的等离子体装置还包括连接于射频发生器和调节网络之间的一个脉冲串式工作循环发生器。
36.根据权利要求28所述的等离子体装置还包括连接于射频发生器和调节网络之间的一个连续式自激振荡器。
37.一种用于切割物质的方法，包括以下步骤：
产生射频能量；
调节上述射频能量；以及
利用上述调节的射频能量从一电极表面产生向外的电磁场，从而产生并维持一个围绕该电极的等离子体云，所述等离子体云是通过利用上述调节的射频能量激发沿上述电极和要进行上述切割的物质之间界面处的原子粒子而产生和维持的。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述产生电磁场的步骤包括使所述电磁场与等离子体云阻抗匹配、频率匹配、功率匹配并使两者相调谐。
39.根据权利要求37所述的方法，其中所述产生电磁场的步骤包括：
当使所述电极与所述物质接近时，将电磁场投入物质中，通过所述电磁场与位于所述电极和所述物质的界面处的原子粒子相互作用而形成所述等离子体云。
40.根据权利要求37所述的方法，其中产生电磁场的步骤包括：
通过调节网络改变电磁场的特性，以使电磁场与等离子体云阻抗匹配、频率匹配、功率匹配以及使两者相调谐。
41.根据权利要求37所述的方法，其中产生电磁场的步骤包括：
沿电磁场的磁场线传播形成所述等离子体云的等离子体。
42.根据权利要求1所述的装置，其中调节所述射频能量的装置包括使所述电磁场与所述等离子体云阻抗匹配的装置。
43.根据权利要求1所述的装置，其中调节所述射频能量的装置包括使所述电磁场与所述等离子体云频率匹配的装置。
44.根据权利要求1所述的装置，其中调节所述射频能量的装置包括使所述电磁场与所述等离子体云功率匹配的装置。
45.根据权利要求1所述的装置，其中通过调节网络改变电磁场的特性，以使电磁场与等离子体云阻抗匹配。
46.根据权利要求28所述的装置，其中通过调节网络改变电磁场的特性，以使电磁场与等离子体云频率匹配。
47.根据权利要求28所述的装置，其中通过调节网络改变电磁场的特性，以使电磁场与等离子体云功率匹配。
48.根据权利要求37所述的方法，其中产生电磁场的步骤包括使电磁场与等离子体云阻抗匹配。
49.根据权利要求37所述的方法，其中产生电磁场的步骤包括使电磁场与等离子体云频率匹配。
50.根据权利要求37所述的方法，其中产生电磁场的步骤包括使电磁场与等离子体云功率匹配。
CNA028110757A 2001-10-31 2002-10-24 具有特殊调谐射频电磁场发生器的等离子体切割物质的装置 Pending CN1520347A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/999,477 2001-10-31
US09/999,477 US6787730B2 (en) 1998-07-09 2001-10-31 Device for plasma incision of matter with a specifically tuned radiofrequency electromagnetic field generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1520347A true CN1520347A (zh) 2004-08-11

Family

ID=25546378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA028110757A Pending CN1520347A (zh) 2001-10-31 2002-10-24 具有特殊调谐射频电磁场发生器的等离子体切割物质的装置

Country Status (12)

Country Link
US (3) US6787730B2 (zh)
EP (1) EP1439932A2 (zh)
JP (1) JP2005508068A (zh)
KR (1) KR20040048383A (zh)
CN (1) CN1520347A (zh)
AP (1) AP2003002899A0 (zh)
BR (1) BR0206244A (zh)
CA (1) CA2449299A1 (zh)
EA (1) EA200400132A1 (zh)
IL (1) IL159132A0 (zh)
NO (1) NO20032915L (zh)
WO (1) WO2003038850A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109875677A (zh) * 2019-03-08 2019-06-14 杭州埃杜医疗科技有限公司 一种射频等离子动力刨削系统

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8043286B2 (en) 2002-05-03 2011-10-25 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and apparatus for plasma-mediated thermo-electrical ablation
US6780178B2 (en) * 2002-05-03 2004-08-24 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and apparatus for plasma-mediated thermo-electrical ablation
US7357802B2 (en) * 2003-02-14 2008-04-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Electrosurgical system with uniformly enhanced electric field and minimal collateral damage
US7736361B2 (en) 2003-02-14 2010-06-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stamford Junior University Electrosurgical system with uniformly enhanced electric field and minimal collateral damage
US20050021028A1 (en) * 2003-06-18 2005-01-27 Daniel Palanker Electro-adhesive tissue manipulator
US9215788B2 (en) * 2005-01-18 2015-12-15 Alma Lasers Ltd. System and method for treating biological tissue with a plasma gas discharge
EP1715810B1 (en) * 2005-01-18 2012-05-09 Alma Lasers Ltd Improved system for heating biological tissue via rf energy
US7959632B2 (en) * 2005-10-20 2011-06-14 Fugo Richard J Plasma incising device including disposable incising tips for performing surgical procedures
ATE466537T1 (de) * 2006-01-03 2010-05-15 Alcon Inc System zur spaltung und entfernung von proteinösem gewebe
US8088126B2 (en) * 2006-08-17 2012-01-03 Fugo Richard J Method and apparatus for plasma incision of cardiovascular tissue
US7914692B2 (en) * 2006-08-29 2011-03-29 Ngk Insulators, Ltd. Methods of generating plasma, of etching an organic material film, of generating minus ions, of oxidation and nitriding
AU2007317958B2 (en) 2006-11-02 2013-08-22 Peak Surgical, Inc. Electric plasma-mediated cutting and coagulation of tissue and surgical apparatus
US8409182B2 (en) 2007-09-28 2013-04-02 Eos Holdings, Llc Laser-assisted thermal separation of tissue
EP2297377B1 (en) 2008-05-30 2017-12-27 Colorado State University Research Foundation Plasma-based chemical source device and method of use thereof
US8994270B2 (en) 2008-05-30 2015-03-31 Colorado State University Research Foundation System and methods for plasma application
WO2011123124A1 (en) 2010-03-31 2011-10-06 Colorado State University Research Foundation Liquid-gas interface plasma device
US8575843B2 (en) 2008-05-30 2013-11-05 Colorado State University Research Foundation System, method and apparatus for generating plasma
US8137345B2 (en) 2009-01-05 2012-03-20 Peak Surgical, Inc. Electrosurgical devices for tonsillectomy and adenoidectomy
US8222822B2 (en) 2009-10-27 2012-07-17 Tyco Healthcare Group Lp Inductively-coupled plasma device
US20110118729A1 (en) * 2009-11-13 2011-05-19 Alcon Research, Ltd High-intensity pulsed electric field vitrectomy apparatus with load detection
US20110118734A1 (en) * 2009-11-16 2011-05-19 Alcon Research, Ltd. Capsularhexis device using pulsed electric fields
US20110135626A1 (en) * 2009-12-08 2011-06-09 Alcon Research, Ltd. Localized Chemical Lysis of Ocular Tissue
US20110144562A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-16 Alcon Research, Ltd. Localized Pharmacological Treatment of Ocular Tissue Using High-Intensity Pulsed Electrical Fields
WO2011081897A1 (en) * 2009-12-15 2011-07-07 Alcon Research, Ltd. High-intensity pulsed electric field vitrectomy apparatus
EP2552340A4 (en) 2010-03-31 2015-10-14 Univ Colorado State Res Found PLASMA DEVICE WITH LIQUID GAS INTERFACE
US8546979B2 (en) 2010-08-11 2013-10-01 Alcon Research, Ltd. Self-matching pulse generator with adjustable pulse width and pulse frequency
US8591577B2 (en) 2010-12-16 2013-11-26 Bausch & Lomb Incorporated Capsulotomy device and method using electromagnetic induction heating
US8979842B2 (en) 2011-06-10 2015-03-17 Medtronic Advanced Energy Llc Wire electrode devices for tonsillectomy and adenoidectomy
US9532826B2 (en) 2013-03-06 2017-01-03 Covidien Lp System and method for sinus surgery
US9555145B2 (en) 2013-03-13 2017-01-31 Covidien Lp System and method for biofilm remediation
KR102364395B1 (ko) 2013-08-09 2022-02-17 더 제너럴 하스피탈 코포레이션 진피 기미의 치료를 위한 방법 및 장치
US9820886B2 (en) 2014-02-28 2017-11-21 Excel-Lens, Inc. Laser assisted cataract surgery
US10327951B2 (en) 2014-02-28 2019-06-25 Excel-Lens, Inc. Laser assisted cataract surgery
US10231872B2 (en) 2014-02-28 2019-03-19 Excel-Lens, Inc. Laser assisted cataract surgery
US10206817B2 (en) 2014-02-28 2019-02-19 Excel-Lens, Inc. Laser assisted cataract surgery
GB2547941A (en) * 2016-03-04 2017-09-06 Creo Medical Ltd Electrosurgical instrument
CN111491434A (zh) * 2019-01-25 2020-08-04 天津吉兆源科技有限公司 一种小型射频等离子体喷枪
CN110363338B (zh) * 2019-06-29 2022-07-26 东北电力大学 基于cos衰减性原子分解和混沌理论的风电功率超短期预测方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3903891A (en) 1968-01-12 1975-09-09 Hogle Kearns Int Method and apparatus for generating plasma
BE758571A (fr) 1969-11-06 1971-04-16 Euratom Generateur de plasma a haute frequence
DE3024338A1 (de) 1980-06-27 1982-01-21 NPK za Kontrolno-Zavaračni Raboti, Sofija Verfahren und vorrichtung fuer das schneiden von nichtmetallischen stoffen mittels plasma-bogens
US4599134A (en) 1985-06-10 1986-07-08 Ibm Corporation Plasma etching with tracer
US4781175A (en) * 1986-04-08 1988-11-01 C. R. Bard, Inc. Electrosurgical conductive gas stream technique of achieving improved eschar for coagulation
WO1988001218A1 (en) 1986-08-11 1988-02-25 2-I Moskovsky Gosudarstvenny Meditsinsky Institut Device for plasma-arc cutting of biological tissues
DE3815835A1 (de) 1988-05-09 1989-11-23 Flachenecker Gerhard Hochfrequenzgenerator zum gewebeschneiden und koagulieren in der hochfrequenzchirurgie
JPH03138084A (ja) 1989-10-23 1991-06-12 Brother Ind Ltd プラズマ切断装置
US5217457A (en) 1990-03-15 1993-06-08 Valleylab Inc. Enhanced electrosurgical apparatus
US5346491A (en) 1991-03-28 1994-09-13 Sony Corporation Feed device for bipolar electrodes for capsulotomy
US5300068A (en) 1992-04-21 1994-04-05 St. Jude Medical, Inc. Electrosurgical apparatus
US5558671A (en) 1993-07-22 1996-09-24 Yates; David C. Impedance feedback monitor for electrosurgical instrument
GB9413070D0 (en) 1994-06-29 1994-08-17 Gyrus Medical Ltd Electrosurgical apparatus
US5591301A (en) 1994-12-22 1997-01-07 Siemens Aktiengesellschaft Plasma etching method
US5669907A (en) 1995-02-10 1997-09-23 Valleylab Inc. Plasma enhanced bipolar electrosurgical system
US5599344A (en) 1995-06-06 1997-02-04 Valleylab Inc. Control apparatus for electrosurgical generator power output
US5628745A (en) 1995-06-06 1997-05-13 Bek; Robin B. Exit spark control for an electrosurgical generator
US6149620A (en) * 1995-11-22 2000-11-21 Arthrocare Corporation System and methods for electrosurgical tissue treatment in the presence of electrically conductive fluid
US5669975A (en) 1996-03-27 1997-09-23 Sony Corporation Plasma producing method and apparatus including an inductively-coupled plasma source
US5958266A (en) 1997-10-24 1999-09-28 Fugo; Richard J. Method of plasma incision of matter with a specifically tuned radiofrequency electromagnetic field generator
DE19839826A1 (de) * 1998-09-01 2000-03-02 Karl Fastenmeier Hochfrequenzeinrichtung zur Erzeugung eines Plasmabogens für die Behandlung von menschlichem Gewebe
US6135998A (en) 1999-03-16 2000-10-24 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method and apparatus for pulsed plasma-mediated electrosurgery in liquid media
US6723091B2 (en) * 2000-02-22 2004-04-20 Gyrus Medical Limited Tissue resurfacing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109875677A (zh) * 2019-03-08 2019-06-14 杭州埃杜医疗科技有限公司 一种射频等离子动力刨削系统

Also Published As

Publication number Publication date
US7173211B2 (en) 2007-02-06
US6867387B2 (en) 2005-03-15
US20030213780A1 (en) 2003-11-20
NO20032915D0 (no) 2003-06-24
AP2003002899A0 (en) 2003-12-31
US20050173383A1 (en) 2005-08-11
EP1439932A2 (en) 2004-07-28
US6787730B2 (en) 2004-09-07
BR0206244A (pt) 2004-02-17
KR20040048383A (ko) 2004-06-09
WO2003038850A2 (en) 2003-05-08
IL159132A0 (en) 2004-05-12
CA2449299A1 (en) 2003-05-08
JP2005508068A (ja) 2005-03-24
EA200400132A1 (ru) 2004-08-26
WO2003038850A3 (en) 2003-10-30
US20020060207A1 (en) 2002-05-23
NO20032915L (no) 2003-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1520347A (zh) 具有特殊调谐射频电磁场发生器的等离子体切割物质的装置
CN1167389C (zh) 含有特别调谐射频电磁场发生器的等离子切割物质的装置
Minami et al. Observation of a resonant enhancement of microwave radiation from a gas‐filled backward wave oscillator
JP2008537456A (ja) 無線周波数信号及びマイクロ波信号
Swegle et al. High-power microwaves at 25 years: The current state of development
WO2003030204A3 (fr) Generateur d'ondes hyperfrequences a cathode virtuelle
Loza et al. Increase in the average radiation power of a plasma relativistic microwave generator
Grabowski et al. Observation of the cross-excitation instability in a relativistic backward wave oscillator
CN1176636C (zh) 用特殊调振射频电磁场发生器的物体等离子云切割方法
CN101299477B (zh) 回旋管开槽波导
RU13936U1 (ru) Релятивистский магнетрон
Shkvarunets et al. Long-pulse operation of a megawatt-class plasma-assisted slow-wave oscillator
RU2334301C1 (ru) Магнетрон
Yang et al. Efficiency Improvement of a Klystron-like Relativistic Traveling Wave Oscillator with a Ridge Extractor and Permanent Magnet over the Dual Cavity Extractor
Agee Current issues in high power microwaves
RU2195738C2 (ru) Генератор сверхвысокочастотного излучения
Abubakirov et al. Relativistic backward wave oscillators with distributed output of microwave power
RU2551353C1 (ru) Релятивистский магнетрон
AU2002356847A1 (en) Device for plasma incision of matter with a specifically tuned radiofrequency electromagnetic field generator
JPWO2003037503A1 (ja) マイクロ波プラズマ発生装置
CN101299479A (zh) 回旋管开槽开放谐振腔
Granatstein Research on pulsed high power microwave generation in the 1980s
Golubev et al. Ion charge state distribution in the ECR source with pumping by millimeter-wave gyrotron radiation
Savilov Free-electron RF-pulse compressor
Vikharev Gas Discharge Produced by Strong Microwaves of Nanosecond Duration

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication