光纤激光器文献综述.doc

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1、光纤激光器文献综述科技文献检索与应用——激光技术在生物医学上的应用激光自从问世以来，己被广泛应用于生活屮，尤其是在生物医学上面。它也给我们人类带來了更大的方面和利益，使更多的不可能成为了可能。下面我将从我搜索到的五篇科技文献中举例说明激光在医学上的重大作用。第一，激光热疗。以激光进行高温治疗的激光热疗法，已成为肿瘤热疗的一种新的冇效手段。用于热疗的激光主要使用可见光及近红外激光，但由于该波段激光对组织的穿透有限，因此，激光热疗法具有一定的局限性。研究报道，利用光吸收染料能够选择性地增强肿瘤部位的热损伤，提高肿瘤治疗效果。最新研究表明，一种新颖的纳米材料一一碳纳米管，在近红外区域对

2、激光能量具有强烈吸收效应，并将光能量迅速转化为热能，产生的热效应导致了细胞的立刻崩溃。由于生物组织在近红外区的光吸收很弱，因此这种新颖的纳米材料因其独特的近红外光吸收性和光稳定性，能冇效地代替光吸收染料在激光热疗中的应用。在研究单壁碳纳米管增强近红外区激光热疗效果的实验屮，我们可以发现，单壁碳纳米管明显增强980nm激光的杀伤效应，并且此杀伤效应具有光剂量和单壁碳纳米管剂量依赖性。激光治疗组虽能抑制肿瘤生长，但激光穿透能力有限，不能有效地损伤深层肿瘤组织，所以易复发。而激光+单壁碳纳米管治疗组相对于激光治疗组，能更加冇效地损伤肿瘤及深层肿瘤组织、抑制肿瘤生长。碳纳米管的应用显著地

3、增强了激光热疗的效果。【1】第二，激光诱导击穿光谱。激光诱导击穿光谱在生物医学这一领域屮正逐步吸引越来越多的科学家的兴趣，具有重耍的应用价值和发展前景。基于激光与固体、液体、气体和气溶胶相互作用的介电击穿产生的等离子体发射称为激光诱导击穿光谱(laserinducedbreakdownspectroscopy丄IBS)技术。用光谱仪直接收集样品表面等离子体产生的发射谱线信号，从理论上可根据发射光谱的强度进行定量分析。在激光脉冲的作用下，LIBS发射谱线的形成过程如图1所示。【2】这是激光诱导击穿光谱的原理所在。LIBS在生物医学领域已经有了很广泛的应用。例如：分析人体或头发中的矿

4、物元素、测量人体皮肤屮Zn的含量、分析钙化物质、识别和检测生物气溶胶、检测和识别细菌和识别恶性肿瘤组织等。总之，LIBS技术是一种先进的元素分析技术，经过40多年的发展，LIBS技术已经获得了长足发展和广泛应用，目前LIBS仪器在国外己实现商业化生产。第三，激光针灸。激光针灸就是以低强度激光束直接或聚焦或扩束照射穴位的穴区表面或深部，对穴位进行有效的刺激，起到疏通经络、调节脏腑、行气活血和平衡阴阳等作用，从而达到扶正祛邪、治病保健的目的。与传统针灸相比，激光针灸既除能达到针灸治疗的效果外门还具有无痛、、安全、易控、可调等特点，因此患者更易于接受。激光的灸疗主要是基于激光生物组织的

5、热效应。［3］由于激光照射穴除能起到传统针灸的疗效外还有许多独特的优点，所以它的利用得到了越来越多专家和学者的重视，并逐渐应用于临床，取得了丰富的成果。第四，激光辐照生物组织傅里叶与非傅里叶热传导效应。傅里叶与非傅里叶热传导效应采用的生物热传递方程都是传统的Pennes生物热传导方程，该方程是基于傅里叶法则，即假设热量在生物组织屮以无限大的速度传递。对于大多数的加热过程，此近似假设是可接受和合理的，但在某些特定情况下，如组织非均匀、加热时间非常短等，傅里叶热传导理论将不适用。【4】从研究屮我们可以发现，这两种组织热传导模型对激光的吸收程度不一样，受温度的影响而变化。另外，第…层吸

6、收系数增大，单位时间内组织吸收激光的能量增多引起组织温度的上升速率增大。停止激光作用后组织的吸收系数增大，单位时间内组织的温度下降变大，故使得组织温度的下降速率也增大。由于激光供给的能量一定，待时间增大到一定后，虽然组织吸收系数不同，但因为吸收的总能量保持不变，最终组织的温度趋于一个稳定值。第五，低强度激光疗法。光生物调节作用(PBM,photobiomodulation)是激光或单色光对生物系统的非损伤调节作用。只要照射时间足够短，中等强度的激光(MILJ0~10mW/cm)W以通过产生活性氧调节骨骼机卫星细胞等调节细胞的功能，相应的PBM简低强度激光(LIL,2~10mW/c

7、m)则通过细胞膜受体分子的协同激活所引起的信号转导调节中性粒细胞和PC12细胞等细胞的功能,相应的PBM简写为LPBM。现己证明，PBM可促进组织再生，并获得细胞效应研究的证实。因此，PBM有望成为一种重要的治疗软骨损伤的“绿色”疗法。因此，激光还需要人类将其完善，更好地研究、更合理地利用。科学的进步来源于人类，最终也将服务于人类，每一项新技术或新事物的应用都要通过理论和实验的共同成功才能被广大人们所接受，科学来不得半点马虎，尤其是与人类健康密切相关的医学应用更要慎重才行，每一个