1、激光基础及医疗应用激光基础及医疗应用图一碳原子示意图。图三粒子数反转的状态。E2E1E3hv=E2-E1h:普朗克常数,v:频率光的受激辐射放大损耗大于增益增益大于损耗M1M21/11/201111产生激光的必要条件产生激光的必要条件.激励源(使原子激发)激励源(使原子激发).粒子数反转(有合适的亚稳态能级)粒子数反转(有合适的亚稳态能级).光学谐振腔(方向性,光放大,单色性)光学谐振腔(方向性,光放大,单色性)1/11/20111214LASER MEDIUM相干性相干性:Defined phase relation,interferingWhite light(Complete visib
2、le spectrum)Laser LightLaser LightLaser LightWhite light(Noncoherent)White light(Divergent)单色性单色性:Only one wavelengthOnly one wavelength 准直性准直性:Minimal divergence of light bundleMinimal divergence of light bundle16x-射线射线宇宙射线宇宙射线微波微波TV 无线电波无线电波190-390488-514532577-63075569410642940106002100Wavelength
3、Amplitude(Intensity)E 焦耳J 毫焦mJE=功率X时间W 瓦特W=能量/时间能量功率能量密度=脉冲能量/光斑面积光斑尺寸(cm mm)峰值功率=脉冲能量/脉宽平均功率=脉冲能量X频率脉宽功率50时间脉冲重复周期T激光脉冲上升和下降到它的50%峰值功率点之间的时间间隔1/11/201122横模横模,就是指在谐振腔的横截面内激光光场的分布。横模阶就是指在谐振腔的横截面内激光光场的分布。横模阶数越高数越高,光强分布就越复杂且分布范围越大光强分布就越复杂且分布范围越大,因而其光束发散因而其光束发散角越大。反之,基模角越大。反之,基模(TEM00)的光强分布图案呈圆形且分布的光强分布
4、图案呈圆形且分布范围很小范围很小,其光束发散角最小其光束发散角最小,功率密度最大,因此亮度也最功率密度最大,因此亮度也最高,径向强度分布是均匀的。高,径向强度分布是均匀的。所谓纵模所谓纵模,就是指沿谐振腔轴线方向就是指沿谐振腔轴线方向上的激光光场分布。对于一般腔长的上的激光光场分布。对于一般腔长的激光器激光器,往往同时产生几个甚至几百往往同时产生几个甚至几百个纵模振荡个纵模振荡;纵模个数取决于激光的纵模个数取决于激光的增益曲线宽度及相邻两个纵模的频率增益曲线宽度及相邻两个纵模的频率间隔。间隔。激光的纵模c/2d 图2.4-3 1/11/201124 固体激光固体激光(Ho:YAG,Nd:YAG
5、,Er:YAG,Ruby)(Ho:YAG,Nd:YAG,Er:YAG,Ruby)Sinon,VPC Sinon,VPC 气体激光气体激光(Ar+,Kr+,CO2,He-Ne ArF)(Ar+,Kr+,CO2,He-Ne ArF)UltraPulse EncoreTM,AcupulseUltraPulse EncoreTM,Acupulse 液体激光液体激光(染料激光染料激光)半导体激光(半导体激光(AlGaAs)AlGaAs)连续激光脉冲激光1.电激励激光2.光激励激光3.化学激励激光按泵浦方式1.医疗激光2.工业激光3.科研激光按应用范围1.紫外激光2.红外激光3.可见光激光按波长范围1/1
6、1/201127特定强光子输出强光源聚光腔滤波器反射镜氙闪光灯柱过滤膜导光晶体为什么激光适合于医疗领域为什么激光适合于医疗领域同相位同相位同波长同波长平行光平行光有效的传输,精确聚焦有效的传输与控制选择性强、治疗精确,对周围组织损伤小热效应包括:温热效应:42C-60C凝固效应:60C-100C汽化效应:100C-200C碳化效应:200C-300C气化效应:300C适用:眼底病、血管性皮损、组织切割、消融电离效应(爆破效应)虹膜切开术、SLT色素性皮损:太田痣、纹身化学效应准分子激光:屈光不正、牛皮癣、白癜风光动力激光:肿瘤、AMD哈佛大学医学院皮肤系教授马萨诸塞特州总医院皮肤科主任威尔曼光
7、学医学实验室主任Rox Anderson 博士博士重要理论重要理论选择性光热作用原理Selective photothermolysis 20世纪80年代黑色素水血红蛋白蛋白散射波长(纳米)色素组织非色素组织波长(纳米)紫外光可见光红外光吸收系数穿透深度激光在皮肤科的应用激光在皮肤科的应用381、光子嫩肤(皮肤松弛,毛孔粗大,细小皱纹);、光子嫩肤(皮肤松弛,毛孔粗大,细小皱纹);2、治疗色素性皮肤疾病;、治疗色素性皮肤疾病;3、治疗痤疮;、治疗痤疮;4、光子脱毛;、光子脱毛;5、治疗良性血管性皮肤病变,如毛细血管扩张等;、治疗良性血管性皮肤病变,如毛细血管扩张等;6、与激光联合治疗及其他治疗
8、;、与激光联合治疗及其他治疗;非创伤性。非创伤性。在单一疗程中,可同时改善多种皮肤问题。在单一疗程中,可同时改善多种皮肤问题。突破过去仅做病灶治疗的局限性,是美容效果达到整个面部。突破过去仅做病灶治疗的局限性,是美容效果达到整个面部。治疗结束就可投入工作或学习,无需休息。治疗结束就可投入工作或学习,无需休息。IPL的四大优势的四大优势长脉冲激光治疗血管性病变长脉冲激光治疗血管性病变常见血管性病变包括海绵状血管瘤、鲜红斑痣、球状血常见血管性病变包括海绵状血管瘤、鲜红斑痣、球状血管瘤、酒糟鼻、毛细血管扩张、静脉曲张等管瘤、酒糟鼻、毛细血管扩张、静脉曲张等激光通过选择性光热解原理,作用于病变血管内的血红激光通过选择性光热解原理,作用于病变血管内的血红蛋白,从而达到治疗目的。蛋白,从而达到治疗目的。WaterMelaninHemoglobinOxyhemoglobin谢谢 谢谢THANK YOU!谢谢!