[理学]激光技术讲座 激光技术应用

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1、内容主要选自：邓锡铭，雷仕湛《激光技术》激光技术讲座湛江师范学院物理与科学技术学院激光技术的应用（二）主讲：陈冠英（2010.3）激光技术的应用一．激光精密计量二．激光信息处理三．激光加工四．激光能源五．激光医学六．激光农业七．激光武器八．激光与基础科学五．激光医学1．激光刀利用高亮度激光束产生的热效应，以及单色性好的激光束产生的生物效应可以治疗疾病。现在，激光技术已成为医学中的新技术，并且开始形成一个新医学分支——激光医学。它可以医治包括眼科、妇科、皮肤科、内科、肿瘤科在内200多种疾病．治疗的方法主要有：用光学系统聚焦的激光束作用于生物体组织，可在短时间内使之烧灼和气

2、化。当光束以一定速度移动时能把组织切开，起手术刀的作用。利用激光把生物组织细胞的水分蒸发和组织蛋白凝固,可以治疗眼科中的视网膜脱落、皮肤粘膜血管病变和消化道出血病变等。激光刀在切开组织的同时，激光的能量还把组织中的血管烧结封闭起来，起到止血的作用。所以，用激光刀动手术时的出血量比较少。比如，用激光刀对三度烧伤去焦痂，出血量只有普通手术的1/4，电刀的1/2左右。也正因为这个道理，用激光刀可以对肝、脾等血管丰富的部位动手术.同时，激光刀与手术部位是非接触的，是一种自身消毒手术刀，尤宜处理感染性病变组织。2．光凝治疗3．光照射治疗低功率激光束照射生物体，通过生物效应，能对人体

3、起消炎、消肿、镇痛和促进伤口愈合的作用。直径细小的激光束照射体穴和耳穴，能获得用银针针灸的效果.激光针灸操作方便安全，不出现晕针、滞针、断针和刺伤血管、神经及内脏的情况,又无痛感.对某些目前认为难度较大的疾病，比如各种癌症、心血管病、肾结石等，用激光治疗会得到较好的疗效.用紫外激光局部消融角膜，改变眼球的曲率半径，是目前矫正部分患者的近视、远视和散光的新方法.对深度近视，用激光矫正后一般都能达到正常视力标准.照明束……照亮视场纤维镜激光光纤……成象有源纤维强激光……使堵塞物熔化附属通道……（可注入气或液）排除残物以明视线套环……（可充、放气）阻止血流或使血流流通

4、激光手术刀臂动脉主动脉冠状动脉内窥镜附属通道有源纤维套环纤维镜照明束六．激光农业1．育种生物组织吸收激光能量后,将引起生物体发生光-生物热效应、生物光压效应、生物光化学效应、生物电磁效应和生物刺激效应,由此会引起生物遗传异变.基于这个道理,现在激光在农业生产上已取得了相当好的效果.水稻、小麦等种子在播种前用激光照射,会使之提早发芽、秧苗粗壮且生长加快，种植后分孽增多、抗病害能力增强、提早成熟、稻穗粒数增多，亦即收成增加.2．改良水果用激光照射蔬菜、果树等,可提高产量和改善品质.一种称为沙子早生的桃树，果子肉厚甜嫩．但它的雄花蕊发育不完全，不能很好地自身授粉，因此产量不高。

5、现在采用激光技术已把它改造了过来，育出称为沙激1号和沙激2号新品种，其座果率达85%，产量提高4倍。而且果肉更厚更甜，营养物质天门冬氨酸的含量也提高15％~35%。沙田柚也是一种佳果，果肉嫩而蜜甜，但它有一个缺点,果实内的籽太多,每个果内平均有140~150粒.现在用激光技术对它进行了改造,果内的籽大大减少，还有约10％的果内没有籽,产量也获得提高,平均一棵树多收1倍的柚子。激光技术也能提高畜牧、渔业生产能力。孵化前用激光照射蛋种,可以提高孵化率。用激光照射过的牲畜精子，活力增强，有效保存期加长，提高了人工授精繁殖牲畜的能力。激光照射可以改善鱼的生活习性，提高它对生活环境

6、的适应能力及抗病害的能力。七．激光武器从古代开始，人们就幻想着用光束来做武器。在激光器问世之后，这个幻想成为了现实。利用激光的能量直接摧毁目标使其丧失战斗力的武器称为激光武器。激光武器有以下优点：(1)速度快、射束直、精确度高.光以3×108m/s的速度传播,射击时不需要提前量.同时由光光沿直线传播,因此瞄准精度高,对高速运动的目标,这个优点尤为突出.(2)无惯性.光子的静质量为零,射击时无后座力,便于迅速变换射击方向而不影响射击精度.可连续攻击多个目标而不影响高速载体(如飞机)的运动.(3)摧坚能力强.由于激光能量高度集中,所以可摧毁任何坚固材料制作的目标.(4)不污染

7、环境.不存在常规武器的硝烟、尘埃和核武器的放射性污染.(5)抗电磁干扰能力强.激光怎样击毁目标呢？一是穿孔，二是层裂。所谓穿孔，就是高功率密度的激光束使靶材表面急剧熔化，进而汽化蒸发，汽化物质向外喷射，反冲力形成冲击波，在靶材上穿一个孔。所谓层裂，就是靶材表面吸收激光能量后，原子被电离，形成等离子体“云”。“云”向外膨胀喷射形成应力波,应力波再向深处传播。美国劳伦斯·利弗莫尔实验室进行固态激光实验，10千瓦的激光束用1/4秒的时间将铝板烧成这样，足够摧毁迫击炮弹应力波的反射造成靶材被拉断，形成“层裂”破坏。除此以外，等离子体“