激光及其医学应用(共40张课件).pptx

激光及其医学应用;激光及其医学应用;教学基本要求;激光（laser）是受激辐射光放大（lightamplificationbystimulatedemissionofradiation）的简称，爱因斯坦在1916年提出了“受激辐射”的理论假设，预言受激辐射（stimulatedradiation）的存在和光放大的可能。汤斯于1954年制成受激辐射微波放大器，梅曼于1960年制成世界上第一台激光器——红宝石激光器。1961年9月我国第一台红宝石激光器在中国科学院长春光学精密机械研究所诞生，1964年12月著名科学家钱学森给laser起了中文名字“激光”。;第一节激光的基本原理;（3）平均寿命与亚稳态：大量粒子在某激发态停留时间的平均值称为该激发态的平均寿命，一般约10-9s～10-7s。某些粒子的激发态平均寿命较长，约10-3s～10-2s，这种激发态称为亚稳态。;2.粒子间的能级跃迁;（4）受激吸收：当光通过物质时，处于低能级E1的粒子吸收一个能量hv=E2-E1的光子而向高能级E2跃迁的过程。;激光多普勒血流计可用于对人体甲皱、口唇、舌尖微循环与视网膜微血管等的血流速度进行检测。

（1）能级:构成物质的粒子（分子、原子、离子等）的不同的能量状态，称能级状态，简称能级（或能态）。

工作能级:激活介质内激活粒子的能级中参与受激辐射，即与出现反转分布有关的能级称为工作能级。

激光则由于受激辐射的光子频率(或波长)相同与谐振腔的选频作用而使其具有很好的单色性。

③有选频作用；

因拉曼散射的强度只有瑞利散射的万分之一，一般不易观测到。

激光照射生物组织，可直接或间接产生对组织的压强称为激光的机械作用，也称为激光的压强作用。

激光微光束还可用于激光微探针分析术，即标本的微区在激光微光束照射下被汽化，同时用摄谱仪或质谱仪记录，进行微量和痕量元素的定性或定量分析。

工作物质:激活介质与一些辅助物质。

每一种分布称为一个横模.

自发辐射产生的普通光是非相干光，而受激辐射光子的特性使激光具有良好的相干性。

由于供能形式不同，激励装置可有电子注入、光学泵浦、气体放电泵浦、粒子束泵浦、化学泵浦、热泵、核泵以及用一种激光器去泵浦另一种激光器等等之分。

激光微光束还可用于激光微探针分析术，即标本的微区在激光微光束照射下被汽化，同时用摄谱仪或质谱仪记录，进行微量和痕量元素的定性或定量分析。

激光（laser）是受激辐射光放大（lightamplificationbystimulatedemissionofradiation）的简称，爱因斯坦在1916年提出了“受激辐射”的理论假设，预言受激辐射（stimulatedradiation）的存在和光放大的可能。

激光器的问世，促使相干技术获得飞跃发展，全息摄影才得以实现。;二、粒子数反转分布;2.粒子数反转分布;E1;;（2）损耗因素内损耗，由于介质对光的折射、散射、吸收等造成的损耗；镜损耗，由于反射镜产生的吸收、散射、衍射、透射(包括输出的激光)等造成的损耗。;2.激光的模式（电磁场在腔内的振荡方式）;每一种分布称为一个横模.常用TEMmn来表示激光横模，TEM表示电磁波，m、n为正整数（横模指数），m和n分别表示在x和y方向上（轴对称情况）光场为零的次数。;①使受激辐射光放大过程能在有限体积的激活介质中持续进行，且在满足阈值条件下形成光振荡，输出激光；

②对输出激光束的方向给予限定；

③有选频作用；

④调整激光的模式；

⑤通过调Q、锁模等技术以改善激光的输出波形。;四、激光器的基本结构;“三能级”系统（红宝石激光器为例）;Cr3+的能级图;E1;激励装置也称泵浦源，其作用就是向工作物质提供能量，使激活介质中的粒子被抽运到高能态上以便实现粒子数反转分布。;1951年莫茨（Motz）提出运动速度接近于光速的电子（称相对论电子）通过周期性变化的磁场或电场时会产生相干辐射,辐射的频率取决于电子的速率。自由电子激光器以真空中的相对论电子束为工作物质，通过泵浦场（周期磁场或电磁场）的相互作用产生激光。自由电子激光器可以同时具备高功率、高效率、宽波长可调谐范围等优点。

中国科学院高能物理研究所于1993年制成我国第一台红外自由电子激光装置。;第二节激光的特性;二、亮度高、强度大;三、单色性好;四、相干性好;五、偏振性好;第三节激光的医学应用;1.热作用;生物大分子吸收激光光子的能量受激活而引起生物组织内一系列的化学反应称之为光化反应。激光照射直接引起机体发生光化反应的作用称为光