Abstract

A four-stage laser system was developed, emitting at a wavelength of 6450nm with a 35ns pulse duration, 2mJ pulse energy, and 12Hz pulse repetition rate. The laser system successfully ablated rat brain tissue, where both the collateral damage and the ablation rate compare favorably with that previously observed with a Mark-III Free-Electron Laser.

© 2007 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
    [CrossRef]
  2. M. A. Mackanos, B. Ivanov, A. N. Soldatov, I. Kostadinov, M. H. Mendenhall, D. W. Piston, R. F. Haglund, and E. D. Jansen, Proc. SPIE 5319, 201 (2004).
    [CrossRef]
  3. M. A. Mackanos, J. A. Kozub, and E. D. Jansen, Phys. Med. Biol. 50, 1871 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. M. S. Hutson, S. A. Hauger, and G. Edwards, Phys. Rev. E 65, 061906 (2002).
    [CrossRef]
  5. S. Kuznetsov, G. Pasmanik, A. Shilov, and L. Tiour, Opt. Lett. 29, 848 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]

2005 (1)

M. A. Mackanos, J. A. Kozub, and E. D. Jansen, Phys. Med. Biol. 50, 1871 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

2004 (2)

M. A. Mackanos, B. Ivanov, A. N. Soldatov, I. Kostadinov, M. H. Mendenhall, D. W. Piston, R. F. Haglund, and E. D. Jansen, Proc. SPIE 5319, 201 (2004).
[CrossRef]

S. Kuznetsov, G. Pasmanik, A. Shilov, and L. Tiour, Opt. Lett. 29, 848 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

2003 (1)

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

2002 (1)

M. S. Hutson, S. A. Hauger, and G. Edwards, Phys. Rev. E 65, 061906 (2002).
[CrossRef]

Austin, R. H.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Carroll, F. E.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Copeland, M. L.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Couprie, M. E.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Edwards, G.

M. S. Hutson, S. A. Hauger, and G. Edwards, Phys. Rev. E 65, 061906 (2002).
[CrossRef]

Edwards, G. S.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Gabella, W. E.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Haglund, R. F.

M. A. Mackanos, B. Ivanov, A. N. Soldatov, I. Kostadinov, M. H. Mendenhall, D. W. Piston, R. F. Haglund, and E. D. Jansen, Proc. SPIE 5319, 201 (2004).
[CrossRef]

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Hauger, S. A.

M. S. Hutson, S. A. Hauger, and G. Edwards, Phys. Rev. E 65, 061906 (2002).
[CrossRef]

Hooper, B. A.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Hutson, M. S.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

M. S. Hutson, S. A. Hauger, and G. Edwards, Phys. Rev. E 65, 061906 (2002).
[CrossRef]

Ivanov, B.

M. A. Mackanos, B. Ivanov, A. N. Soldatov, I. Kostadinov, M. H. Mendenhall, D. W. Piston, R. F. Haglund, and E. D. Jansen, Proc. SPIE 5319, 201 (2004).
[CrossRef]

Jansen, E. D.

M. A. Mackanos, J. A. Kozub, and E. D. Jansen, Phys. Med. Biol. 50, 1871 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

M. A. Mackanos, B. Ivanov, A. N. Soldatov, I. Kostadinov, M. H. Mendenhall, D. W. Piston, R. F. Haglund, and E. D. Jansen, Proc. SPIE 5319, 201 (2004).
[CrossRef]

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Joos, K. M.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Kiehart, D. P.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Kostadinov, I.

M. A. Mackanos, B. Ivanov, A. N. Soldatov, I. Kostadinov, M. H. Mendenhall, D. W. Piston, R. F. Haglund, and E. D. Jansen, Proc. SPIE 5319, 201 (2004).
[CrossRef]

Kozub, J. A.

M. A. Mackanos, J. A. Kozub, and E. D. Jansen, Phys. Med. Biol. 50, 1871 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Kuznetsov, S.

Lindau, I.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Mackanos, M. A.

M. A. Mackanos, J. A. Kozub, and E. D. Jansen, Phys. Med. Biol. 50, 1871 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

M. A. Mackanos, B. Ivanov, A. N. Soldatov, I. Kostadinov, M. H. Mendenhall, D. W. Piston, R. F. Haglund, and E. D. Jansen, Proc. SPIE 5319, 201 (2004).
[CrossRef]

Mendenhall, M. H.

M. A. Mackanos, B. Ivanov, A. N. Soldatov, I. Kostadinov, M. H. Mendenhall, D. W. Piston, R. F. Haglund, and E. D. Jansen, Proc. SPIE 5319, 201 (2004).
[CrossRef]

Miao, J.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Pasmanik, G.

Piston, D. W.

M. A. Mackanos, B. Ivanov, A. N. Soldatov, I. Kostadinov, M. H. Mendenhall, D. W. Piston, R. F. Haglund, and E. D. Jansen, Proc. SPIE 5319, 201 (2004).
[CrossRef]

Pratisto, H. S.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Shen, J. H.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Shilov, A.

Soldatov, A. N.

M. A. Mackanos, B. Ivanov, A. N. Soldatov, I. Kostadinov, M. H. Mendenhall, D. W. Piston, R. F. Haglund, and E. D. Jansen, Proc. SPIE 5319, 201 (2004).
[CrossRef]

Tiour, L.

Tokutake, Y.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

van der Meer, L.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Xie, A.

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Opt. Lett. (1)

Phys. Med. Biol. (1)

M. A. Mackanos, J. A. Kozub, and E. D. Jansen, Phys. Med. Biol. 50, 1871 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Phys. Rev. E (1)

M. S. Hutson, S. A. Hauger, and G. Edwards, Phys. Rev. E 65, 061906 (2002).
[CrossRef]

Proc. SPIE (1)

M. A. Mackanos, B. Ivanov, A. N. Soldatov, I. Kostadinov, M. H. Mendenhall, D. W. Piston, R. F. Haglund, and E. D. Jansen, Proc. SPIE 5319, 201 (2004).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum. (1)

G. S. Edwards, R. H. Austin, F. E. Carroll, M. L. Copeland, M. E. Couprie, W. E. Gabella, R. F. Haglund, B. A. Hooper, M. S. Hutson, E. D. Jansen, K. M. Joos, D. P. Kiehart, I. Lindau, J. Miao, H. S. Pratisto, J. H. Shen, Y. Tokutake, L. van der Meer, and A. Xie, Rev. Sci. Instrum. 74, 3207 (2003), and references therein.
[CrossRef]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (2)

Fig. 1
Fig. 1

a, Design strategy and b, optical diagram. MO is the passively Q-switched master oscillator (Nd:YLF rod ∅ 5 mm × 60 mm ). Nd:YLF Amplifiers 1 (rod ∅ 6.3 mm × 105 mm ) and 2 (rod ∅ 15 mm × 110 mm ) are each two-pass. PCM, phase conjugating mirror; FI, Faraday isolator; FR, Faraday rotator; P, polarizer; HWP, half-wave plate; SHG, second-harmonic generator (KDP crystal); DM 1 , DM 2 , dichroic mirrors. DFM is two RTP crystals, each 6 mm × 20 mm × 25 mm .

Fig. 2
Fig. 2

Ablation in 200 μ m thick tissue sections: a, Targets for laser irradiation (X) within the stratum oriens (SO); CC indicates corpus callosum. X–X distance is 6 mm . b, Side view of a full thickness ablation (200 pulses, 0.89 ± 0.08 mJ /pulse, 65 μ m spot size). c, Stained section of a partial thickness ablation cavity (60 pulses, 0.83 ± 0.02 mJ /pulse, 100 μ m spot size). The ellipsoid shape is due to beam wander. d, Ablation cavity of an unstained section (60 pulses, 0.83 ± 0.02 mJ /pulse, 100 μ m spot size), including a carbonized deposit (inset, 10 μ m scale bar). For b–d, the scale bar is 100 μ m .

Metrics