]在根據(jù)本發(fā)明的皮膚處理裝置的一個實施例中，等離子體單元在皮膚表面處或附近包括等離子體發(fā)生裝置，用于在皮膚表面處或附近產(chǎn)生等離子體。這種等離子體發(fā)生裝置，例如可以是布置在皮膚表面處或附近的電極。這種電極可以例如電離周圍的空氣以在皮膚表面處或附近產(chǎn)生等離子體。
[0018]在皮膚處理裝置的一個實施例中，等離子體單元被配置為生成直接等離子體、間接等離子體和/或混合等離子體。在直接等離子體中，皮膚組織用作電極并且電流流過身體。等離子體單元可以例如包括介質(zhì)阻擋放電裝置。在這樣的直接等離子體中被電離的流體，例如是在介質(zhì)阻擋放電裝置附近的環(huán)境空氣。間接等離子體在遠離皮膚組織的位置，例如使用兩個電極產(chǎn)生，流體通過這兩個電極流動到目標位置。此流體可以例如是空氣或優(yōu)選惰性氣體。在這樣的實施例中，等離子體單元可以例如包括等離子體焰炬。該混合等離子體具有產(chǎn)生直接等離子體的模式，并具有間接等離子體的特性。由于使用具有低電阻的接地電極網(wǎng)，沒有電流流過皮膚組織。等離子體單元可以例如包括阻擋電暈放電裝置。
[0019]在皮膚處理裝置的一個實施例中，由等離子體單元產(chǎn)生的等離子體包含非熱等離子體。在非熱等離子體或“冷”等離子體中，只有流體的部分被電離。為安全起見，非熱等離子體是優(yōu)選的，因為它通常具有相對低的溫度，通常在室溫附近，而它被充分電離以在目標位置產(chǎn)生至少一個自由電子?？商娲兀梢允褂脽岬入x子體。
[0020]在皮膚處理裝置的一個實施例中，光學系統(tǒng)被配置并構造成在皮膚組織內(nèi)部的多個目標位置產(chǎn)生多個焦斑，等離子體單元被配置和構造成在皮膚表面附近產(chǎn)生等離子體使得，在使用中，等離子體的至少一部分穿透皮膚組織，用于在所述多個目標位置中的每個中產(chǎn)生至少一個自由電子。在本實施例中，可以在相對大面積的皮膚表面上發(fā)生等離子體進入皮膚組織的穿透。單個等離子體單元可被用于在所述多個目標位置中的每個目標位置產(chǎn)生至少一個自由電子，其可以在相對大的處理區(qū)域上被分布。例如，該皮膚處理設備可以包括掃描系統(tǒng)，處理激光束可以通過該掃描系統(tǒng)被掃描并聚焦在皮膚組織內(nèi)部的多個相鄰目標位置中。掃描系統(tǒng)可以例如包括布置在皮膚處理設備內(nèi)部的掃描反射鏡裝置。這樣的提供相對大處理區(qū)域的皮膚處理設備可以包括單個等離子體單元，其基本上覆蓋整個處理區(qū)域并且在處理區(qū)域內(nèi)部的多個目標位置中的每個位置處提供至少一個自由電子?？商娲?，皮膚處理設備可以包括一個以上等離子體單元。使用一個以上的等離子體單元是有利的，例如，當處理區(qū)域變得過大難以由單個等離子單元覆蓋時，或者在皮膚處理設備的掃描系統(tǒng)的掃描速度比較高使得等離子體優(yōu)選更靠近目標位置產(chǎn)生時。
【附圖說明】
[0021 ]圖1示出光誘導光學擊穿過程的示意圖。
[0022]圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的皮膚處理設備的第一實施例，
[0023]圖3A、3B和3C分別示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的皮膚處理設備的第二、第三和第四實施例，以及
[0024]圖4示出了測量結(jié)果，其比較了使用和不使用等離子體的情況下用于不同流速的氬氣的產(chǎn)生光誘導光學擊穿過程所需的激光功率強度閾值。
[0025]應當注意的是，在不同附圖中具有相同附圖標記的項目具有相同的結(jié)構特征和相同功能，或構成相同的信號。其中，在該項目的功能和/或結(jié)構已經(jīng)被說明之處，沒有必要在其詳細描述中重復說明。
【具體實施方式】
[0026]圖1示出了光誘導光學擊穿過程的示意圖300。在皮膚組織內(nèi)部產(chǎn)生損傷的多光子電離需要1013W/cm2的數(shù)量級的高光強度。如前所說明并如圖1所示，多光子電離過程實際上是兩步驟過程，其中，在第一步驟310中，種子電子經(jīng)由具有相同偏振狀態(tài)的多個光子的吸收產(chǎn)生。在第二步驟320中，由種子電子通過光子的逆軔致輻射吸收產(chǎn)生電離雪崩。在皮膚組織中產(chǎn)生種子電子的激光束強度閾值Ith1，即用于皮膚組織的第一功率密度閾值特性，比在皮膚組織中產(chǎn)生電離雪崩的激光束強度Ith2,即用于皮膚組織的第二功率密度閾值特性顯著更高。用于引發(fā)多光子電離過程的相對高激光束強度閾Ith1通常被需要以用于產(chǎn)生種子電子。具有相同偏振的多個光子(6和12個光子之間)不得不被吸收以釋放種子電子，而皮膚特性和高NA聚焦已聚焦的激光束的消偏振部分的要求，導致激光的進入，其需要在目標位置110被聚焦，以釋放種子電子。一旦種子電子在目標位置110中被釋放，種子電子將吸收由激光束提供的光子的逆軔致輻射的部分，以產(chǎn)生雪崩電離過程。根據(jù)本發(fā)明，通過使用在皮膚表面處或附近提供或產(chǎn)生的等離子體，并允許所述等離子體穿透皮膚組織，以在目標位置提供至少一個自由電子，將實現(xiàn)用于產(chǎn)生多光子電離過程的激光束強度的降低。具體地，多光子電離過程通過以下方式實現(xiàn)，配置和構造激光源和光學系統(tǒng)使得，在使用中，在皮膚組織內(nèi)的處理激光束的焦斑中的處理激光束功率密度(W/cm2)低于用于皮膚組織
(102)的所述第一功率密度閾值(Ithl)，并且在焦斑中的處理激光束(106)的功率密度(W/cm2)高于用于皮膚組織(102)的所述第二功率密度閾值(Ith2)0
[0027]圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的皮膚處理裝置200的第一實施例。如圖2所示的本第一實施例包括激光源105、激光掃描單元107、光束整形系統(tǒng)109、等離子體單元117、等離子激光聚焦單元IllA和控制單元123。激光源105發(fā)射呈激光脈沖形式的激光束106，例如來自于Nd: YAG激光器的超短激光脈沖，其發(fā)射光的波長為1064納米并其且脈沖持續(xù)時間為I至1000皮秒之間。當然也可以使用具有不同波長的激光束106。如在圖2中所示的皮膚處理設備200還包括激光掃描單元107，其對這樣的皮膚處理設備200是可選的。這樣的激光掃描單元107通常包括例如在皮膚處理設備200的處理區(qū)域內(nèi)(未示出)的一個或多個可動反射鏡108，其被配置用來掃描激光束106。一個或多個可動反射鏡108可以被布置在旋轉(zhuǎn)輪(未示出，但通常表示為軸棱鏡輪)上，或者可以是在一個、兩個或三個維度上可動的反射鏡108。光束整形系統(tǒng)109被配置成修改激光束106的輪廓，例如使用擴展透鏡109a擴展激光束106，并且隨后使用準直透鏡10%將擴展的激光束106聚焦到皮膚組織102內(nèi)。等離子體單元117包括電源119、氣體源121和等離子體通道118。電源119提供例如高電壓的電能，其中電能可例如是在從直流(也進一步表示為DC)到射頻(也進一步表示為RF)的頻率輸出范圍內(nèi)被調(diào)頻的。氣體源121使用電源119提供流體，例如，在等離子體通道118中被轉(zhuǎn)換成等離子體100的氣體。這種氣體的一個例子可以是氬，其在目前的實施例中流入等離子體通道118。然而，也可使用其它氣體，優(yōu)選其他惰性氣體?？商娲?，等離子體單元117可以電離在皮膚表面103處或附近的環(huán)境空氣，以在皮膚表面103處或附近產(chǎn)生等離子體。
[0028]在當前實施例中，氬氣的至少一部分被轉(zhuǎn)換成等離子體100以在皮膚表面103上方產(chǎn)生等離子射流。等離子體100隨后穿透進入皮膚組織102，在激光目標位置110在皮膚組織102內(nèi)部提供自由電子。在根據(jù)本發(fā)明的皮膚處理裝置200中，等離子體激光聚焦單元IllA包括激光聚焦系統(tǒng)112和等離子體100發(fā)生和引導系統(tǒng)。激光聚焦系統(tǒng)112，例如包括單個高NA聚焦透鏡112，以將激光束106聚焦到皮膚表面103下方的目標位置110。等離子體發(fā)生系統(tǒng)包括陽極113，其被布置在等離子體通道118的中心部，其隨后由接地陰極114包圍，例如覆蓋等離子體通道118的內(nèi)壁的一部分。最后，等離子體激光聚焦單元IllA的實施例包括絕緣處理頭116，其在使用中與皮膚表面103接觸。
[0029]在圖2所示的實施例中，激光聚焦系統(tǒng)112是疏水凸形聚焦透鏡112，優(yōu)選具有接近皮膚的折射指數(shù)(例如:聚甲基丙烯酸甲酯，CR-39)。在實施例的使用過程中，光耦合介質(zhì)124可以被布置在凸形聚焦透鏡112和皮膚表面103之間，例如優(yōu)選厚度在微米量級的低粘性油124的薄層，并且再次其折射指數(shù)接近皮膚的折射指數(shù)并接近凸形聚焦透鏡112的折射指數(shù)。這樣的光學耦合介質(zhì)124可，例如在基于激光的皮膚處理被啟動前應用。在使用中，凸形聚焦透鏡112使用其凸面接觸皮膚表面103并且局部拉伸皮膚表面103。光耦合介質(zhì)124的存在將進一步拉平皮膚表面103，以通過充填在拉伸的皮膚表面103中仍然存在的微觀間隙減少微粗糙度。通過光耦合介質(zhì)124的該微觀間隙填充可以歸因于毛細管作用，并將提高激光束到皮膚組織102中的耦合。
[0030]皮膚處理裝置200還包括控制單元123，其控制激光源105和等離子體單元1