激光医学课程(08-1)-概论与激光器原理课件.ppt

1、第一章第一章概概论论目的和要求：目的和要求：1 1掌握激光医学的基本概念掌握激光医学的基本概念 2 2掌握激光器的基本构成掌握激光器的基本构成 3 3了解激光器的分类了解激光器的分类 4 4了解常用的医用激光器了解常用的医用激光器 5 5掌握激光的计量掌握激光的计量一、激光医学学科概貌一、激光医学学科概貌与研究内容与研究内容1 1激光医学激光医学（LaserMedicine)-基于激光技术和医学相结合的手段基于激光技术和医学相结合的手段和方法进行疾病诊断、治疗及其研和方法进行疾病诊断、治疗及其研究的一门边缘学科究的一门边缘学科.2 2激光医学的发展简史激光医学的发展简史（1）世界上第一台激光器

2、诞生（）世界上第一台激光器诞生（Maman）（60年），年），（2）激光器的第一个应用是在医学眼科（激光器的第一个应用是在医学眼科（61年）年）（3）60年代，激光生物效应的研究（基础研究）年代，激光生物效应的研究（基础研究）（4）70年代，临床研究试用阶段（临床应用）年代，临床研究试用阶段（临床应用）（5）80年代，建立了较为系统完整的理论年代，建立了较为系统完整的理论体系，体系，（学科形成）（学科形成）（6）90年代，学科发展较为成熟（三个标志）年代，学科发展较为成熟（三个标志）（7）之后，激光医学新技术不断出现。）之后，激光医学新技术不断出现。3 3激光医学的研究内容激光医学的研究内容（

3、1）激光医学基础：）激光医学基础：在各级水平上的激光生物效应在各级水平上的激光生物效应(激光激光诊治疾病的机制诊治疾病的机制)、激光参数和生物组织、激光参数和生物组织特性对激光生物效应的影响、利用激光进特性对激光生物效应的影响、利用激光进行基础医学研究、医用激光器件行基础医学研究、医用激光器件.（2）激光临床应用：）激光临床应用：激光诊断、激光手术、激光理疗、激激光诊断、激光手术、激光理疗、激光针灸、激光内镜术、激光美容、激光光光针灸、激光内镜术、激光美容、激光光动力疗法动力疗法.激光医学基础激光医学基础,主要包括：主要包括：1)1)激光技术基础（特性和器件）；激光技术基础（特性和器件）；2

4、2）在各级水平上的激光生物效应；）在各级水平上的激光生物效应；3)3)激光参数和生物组织特性对激光激光参数和生物组织特性对激光生物效应的影响；生物效应的影响；4 4）组织光学。）组织光学。自然光照自然光照蓝光照蓝光照滤光片观察滤光片观察激光荧光图像诊断激光荧光图像诊断鲜红斑痣鲜红斑痣二、激光器的构成二、激光器的构成1 1激光（激光（LASER)Lightamplificationbystimulatedemissionofradiation2 2辐射跃迁（辐射跃迁（RadiationTransition，3种方式）种方式）3 3粒子数反转（粒子数反转（Populationinversion）4

5、 4激光器的三个基本组成部分（激光器的三个基本组成部分（Basicelementsofalaser）工作物质工作物质(lasermaterial)、激励源、激励源(pumpsource)、谐振腔、谐振腔(resonantcavity)自发辐射自发辐射（Spontaneousradiation）h=E2-E1（E2E1）（11）受激辐射受激辐射(Stimulatedradiation)受激吸收受激吸收(Stimulatedabsorption)粒子数反转粒子数反转(Population Inversion)实现粒子数反转是产生激光的基本实现粒子数反转是产生激光的基本条件。条件。如何实现由正常分布

6、向反转分布的如何实现由正常分布向反转分布的转变呢？转变呢？激光器的三个基本组成部分激光器的三个基本组成部分 三大要素：工作物质三大要素：工作物质(activemedium)、激激励源（泵浦源励源（泵浦源pumpsource）、）、光学谐振腔光学谐振腔(opticresonantcavity)激光产生的基本原理激光产生的基本原理激光器的三个基本组成部分激光器的三个基本组成部分三大要素不同，所构成的激光三大要素不同，所构成的激光器就不同：工作原理不同、激光特器就不同：工作原理不同、激光特性不同、用途不同等。性不同、用途不同等。实现激活介质的粒子数反转分布实现激活介质的粒子数反转分布是形成激光的前提

7、条件，而满足阈是形成激光的前提条件，而满足阈值条件是形成激光的必要条件。值条件是形成激光的必要条件。2 2掌握激光器的基本构成掌握激光器的基本构成激光的模式激光的模式光学谢振腔的作用光学谢振腔的作用激光的模式（激光的模式（LaserMode)激光的模式就是光波在谐振腔中的振荡方式。有两种：1.纵向模式纵向模式简称纵模纵模 （Vertical mode）2.横向模式横向模式简称横模横模 （Horizontal mode）激光的模式（激光的模式（LaserMode)纵模指光波在谐振腔中沿纵向（也即纵模指光波在谐振腔中沿纵向（也即谐振腔轴向）传播时的振荡方式。实谐振腔轴向）传播时的振荡方式。实质上指

8、的是输出激光的频率。质上指的是输出激光的频率。横模是指电磁场沿着谐振腔径向的稳横模是指电磁场沿着谐振腔径向的稳定分布，即激光束在其横截面上的光定分布，即激光束在其横截面上的光强分布或光斑分布，通常用符号强分布或光斑分布，通常用符号TEMmn表示。表示。激光的纵模激光的纵模腔长腔长为为L的光学谐振腔，驻波条件为：的光学谐振腔，驻波条件为：2nL=k因因=c/故故=kc/2nLk=1,2,3,其中其中c为光速。每一个为光速。每一个k对应一个对应一个，表示一个纵表示一个纵模。模。单纵模和多纵模单纵模和多纵模 激光的横模激光的横模光学谐振腔的作用：光学谐振腔的作用：1）使受激辐射光放大过程能在有限长）

9、使受激辐射光放大过程能在有限长度的工作物质中持续进行，且在满度的工作物质中持续进行，且在满足阈值条件下形成光振荡，产生激光。足阈值条件下形成光振荡，产生激光。2）对输出激光的方向性给予限定。）对输出激光的方向性给予限定。3）有选频作用。）有选频作用。思考题思考题1世界上第一台激光器诞生世界上第一台激光器诞生2激光器的第一个应用激光器的第一个应用3激光医学的成熟（三个标志）激光医学的成熟（三个标志）4LASER代表的意思代表的意思5激光器的三个基本组成部分激光器的三个基本组成部分思考题思考题6）光学谐振腔的作用是什么？）光学谐振腔的作用是什么？7）如何判定激光的模式（）如何判定激光的模式（TEMmn的的mn）？）？8）光学谐振腔驻波条件公式及其含义）光学谐振腔驻波条件公式及其含义是什么？是什么？