激光医学基础 ppt课件

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1、激光医学在皮肤科的应用光与激光基础物理光与激光束都是磁的辐射形式，它们涉及从伽马射线到无线电波。光在空间的传播可通过波动理论或粒子理论来描述的波长。光的性质TheWaveTheory频率(uor¦)µ(Hz)无波长1波长——纳米nm或微米短波长高频率长波长低频率每个光子都携带了一个“量子”能量的（E）:E=hu(h–普郎克常数)短波长高频率高能光子长波低频率低能光子粒子理论光粒子——“光子”电磁光谱x-rayscosmicraysMicrowavesTVandradiowavesUVVISIBLEINFRARED400nm700nm常见光源热

2、灯丝或煤气燃烧宽带光谱（白色是所有颜色的混合）向各方向散发或许是连续的或脉冲的（“闪光灯”）有限聚焦性能Light光振幅;放大率AmplificationbytheStimulated刺激放射EmissionofRadiation辐射受激辐射光放大基础于以下原理:激光源激光发射原理自发辐射：在一个体系中，热平衡时低能级的粒子数总比高能级的粒子数目多。高能级的粒子总是向低能级跃迁而趋于稳定，多余能量转变为光子向外辐射。受激吸收：低能级的粒子如吸收外来光子的能量可激发到高能级上去。受激辐射：受激吸收后，高能级粒子向低能级跃迁同时，发射一个与外来

3、光相同的光子。产生激光的条件：受激辐射＞受激吸收。受激辐射光放大h'1光子受激发的原子h'h'2个光子激光器基本工作原理激光器的基本结构：工作物质、激励能源和光学谐振腔。激光器的基本工作原理：启动泵浦源　　　粒子数反转　　辐射几率＞吸收几率　　光学谐振腔　　定向、单色辐射场不断加强　　受激辐射场　　激光激光示意图激光介质泵浦能量后反射镜R~100%前反射镜R~90%激光束激光的特性单色性好用于精确测量物体的长度。相干性好a.时间相干性；b.空间相干性。用于全息照相、激光衍射仪。方向性好用于定位、导向、测距等。医学上用作普通手术刀和微手术刀（直

4、接对DNA等生物大分子进行切割或对接）。亮度高能量在空间和时间上高度集中。激光武器；激光切割金属；炭化和气化组织。激光脉冲类型C.W.连续(CO2,Nd:YAG,Diode)电脉冲(CO2,Nd:Yag,Diode)自由输出(Ruby,Er,Ho,Alex)Q开关(Ruby,Nd:YAG)用来改变光学谐振腔的Q值，以获得一定脉冲宽度(几到几十纳秒)的激光强辐射的装置脉冲宽度连续波10微秒-1秒0.25-2毫秒5-40纳秒激光束强度功率表示连续光束——瓦特（功率单位）指示一秒钟传输的总能量，典型范围为mW至100W（瓦）电脉冲光——相同，对于小

5、于毫秒级脉冲光可以是毫焦耳级的能量。自由输出及Q开关——焦耳（能量单位）指单脉冲总的能量。以瓦特表示的能量等于每次脉冲（用焦耳表示）乘以频率（赫兹）激光计量及有关参数1.能量（E）概念：脉冲输出的激光器，其每一脉冲所具有的做功能力。单位：焦耳（J）相关参数：脉冲幅度--脉冲可有多种形状，脉冲所能达到的最大值脉冲宽度--脉冲的持续时间脉冲频率--周期性重复的脉冲每秒出现的个数脉冲周期--频率的倒数峰值功率--脉冲能量与脉冲宽度之比平均功率--脉冲能量与脉冲频率的乘积激光计量及有关参数2.功率（P）概念：连续输出的激光器在单位时间内所做的功。它表

6、征激光器在每秒（S）内输出的能量。从光子水平上看，功率代表单位时间内通过的光子数。单位：瓦（W）或毫瓦（mW）W=J/s（P=E/S功率=能量/时间）mW=mJ/s激光计量及有关参数3.光斑面积（A）概念：通常指激光束落在受照组织表面的光斑的面积。单位：平方厘米（m2）测量方法：可见激光直接测量不可见激光用特殊的转换材料，显示其光斑大小高斯光斑取强度为幅值1/e2的两点间距离定义为光斑的直径激光计量及有关参数4.照射时间（T）概念：激光束照射于组织表面所持续的时间。单位：秒（S）相关参数：功率密度（P/A=功率/面积）---即幅照度，这是表示

7、激光光强度的重要参数，表征单位面积受照组织所接受的光功率。从光子水平看，功率密度代表单位时间内通过单位面积的光子数。单位：瓦/平方厘米(W/cm2)激光计量及有关参数5.激光计量（D）概念：幅照到组织上能量密度的多少。单位：焦耳/平方厘米（J/cm2）以连续激光垂直照射，则：D=P/A·T=功率/面积·时间以单位脉冲激光垂直照射，则：D=E/A如果激光束并非垂直而是以入射角θ照射组织，则：D=P/A·T·cosθD=E/As·cosθ上式表明，入射角θ越大，生物体所接受的激光剂量越小。由此可见，我们在用激光做治疗时，在一般情况下应尽量使光束与

8、组织表面垂直。临床用激光做穴位照射或其他非损伤性照射治疗时，调节激光射剂量的最简便的方法是改变激光的照射时间。激光/光组织影响反射散射传输吸收组织内部光的吸收波长（