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激光光子基础知识 第一页，共二十三页，2022年，8月28日 单色性MONOCHROMATIC 激光是受激辐射的产物，光子的跃迁往往发生在固定的两个能级之间，其频率发布非常窄，因而具有非常好的单色性，即色度很纯，这是自然光无法达到的。 普通光 激光 第二页，共二十三页，2022年，8月28日 准直性COLLIMATION 激光光束在传播过程中很少发生弥散，即使在传 播很长距离后光束仍保持平行而不发生弥散。激光发射后发散角非常小，激光射出20公里，光斑直径只有20——30厘米，激光射到38万公里的月球上，其光斑直径还不到2公里。 第三页，共二十三页，2022年，8月28日 高能量 在谐振腔的选择作用下，激光光束的发散角很小，光束能量高度集中，因而方向性极强，激光光源表面亮度很高，被照射面上光强度很大。据研究，电灯的亮度约为5x106cd(坎德拉）/m2，太阳的发光亮度约为1.65x109cd（坎德拉） /m2.,而激光的亮度为4x1013cd（坎德拉） /m2 第四页，共二十三页，2022年，8月28日 相干性COHERENCE 激光是一种相干光，具有极强的空间相干性及时间相干性，空间相干性是指从激光光源不同空间位点发出的光位相差不变，方向与波长也一致；时间相干性是指激光光源同一空间位点不同时间发射出的光也有固定的位相差。与激光相对应强脉冲光则是一种非相干光。 第五页，共二十三页，2022年，8月28日 光子与激光的对比 光子 宽光谱 大光斑 方向性差 能量柔和 激光 单光谱 小光斑 方向性好 能量集中 第六页，共二十三页，2022年，8月28日 光子产生的基本原理 Reflector反光片 Linear Xenon Flashlamp 线性氙闪光灯 Fluorescence Filter Coating荧光滤光片 Light Guide导光晶体 第七页，共二十三页，2022年，8月28日 激光产生的基本原理 激光作为光学家族的一员，具有波粒二相性，一方面激光是由无数光子组成,具有光的粒子性，另一方面，其本身也是一种电磁波。一般而言 ，激光的产生需要3个条件 ： 工作物质 激励源 谐振腔 部分反射镜 激励源 ? 全反射镜 激光输出 工作物质 光学谐振腔 L 工作物质在激励源的作用下发生粒子数反转，通过谐振腔内的振荡和放大，产生正反馈式的连锁反应，从而发射出频率、方向、偏振状态、相位一致的光－－激光 第八页，共二十三页，2022年，8月28日 激光器的分类 固体激光：Nd:YAG激光（1064），红宝石激光（694），翠绿宝石激光（755）, 铒激光（2940）, 气体激光：CO2激光（10600），准分子激光（193/308），氩激光（532) 液体激光：染料激光（585/595） 化学激光 半导体激光 砷化镓(GaAs)810 第九页，共二十三页，2022年，8月28日 激光类型 波长 颜色 临床应用 CO2 10.6 微米 红外 皮肤磨削 Erbium 2.9 微米 红外 皮肤磨削 Nd:YAG 1.06 微米 红外 纹身，色素类皮肤病 Alexandrite 0.755 微米 深红 纹身，色素类皮肤病  毛发去除 Ruby 0.694 微米 红 纹身，色素类皮肤病  毛发去除 Pulsed dye laser 0.585 微米 黄 血管类皮肤病 Freq. doubled Nd:YAG 0.532 微米 绿 血管及色素类皮肤病 激光的种类和波长 第十页，共二十三页，2022年，8月28日 激光的种类 x-rays cosmic rays Microwaves TV and radio waves Excimer 准分子 Argon 氩激光 KTP 倍频 Dye 染料激光 Ruby 红宝石激光 翠绿宝石Alexandrite Nd:YAG 掺钕钇铝石榴石 Er:YAG 掺铒钇铝石榴石 二氧化碳 CO2 190 - 390 488 - 514 532 577-630 755 694 1064 2940 10600 UV VISIBLE INFRARED 400 nm 700 nm Holmium 钬激光 2100 第十一页，共二十三页，2022年，8月28日 激光光子常用指标及其临床意义 波长：nm，决定激光光子与组织相互作用的性质； 能量密度： J/cm2,mj/p，单位面积上的能量大小； 脉宽：ns ns(10-9) /ms(10-3),脉冲光作用到皮肤上的时间； 脉冲延迟： ms,两个相邻子脉冲之间的时间间隔；