激光基础及医疗应用.pptx

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1、内容内容 激光原理激光原理激光的激光的分类分类IPL IPL 基础基础激光的应用激光的应用 第1页/共51页什么是激光？什么是激光？第2页/共51页激光激光就在我们身边？就在我们身边？第3页/共51页还有？还有？还有？还有？。第4页/共51页激光到底是什么？激光到底是什么？一种光一种光一种特殊的光一种特殊的光一种自然界不存在的光一种自然界不存在的光第5页/共51页激光是怎么造出来的？激光是怎么造出来的？第6页/共51页理论的提出理论的提出爱因斯坦，爱因斯坦，19171917年年受激辐射理论受激辐射理论第7页/共51页激光原理激光原理-原子的结构原子的结构图一碳原子示意图。第8页/共51页激光原

2、理激光原理-电子的跃迁电子的跃迁原子的基态与受激态原子的基态与受激态第9页/共51页激光原理激光原理-粒子数反转粒子数反转图三粒子数反转的状态。原子的基态与受激态原子的基态与受激态E2E1E3hv=E2-E1h:普朗克常数，v：频率第10页/共51页11光的受激辐射放大损耗大于增益增益大于损耗第11页/共51页12产生产生激光的必要条件激光的必要条件.激励源激励源（使原子激发）（使原子激发）.粒子数反转（有合适的亚稳态能级）粒子数反转（有合适的亚稳态能级）.光学谐振腔（方向性，光放大，单色性）光学谐振腔（方向性，光放大，单色性）第12页/共51页世界上第一台激光器诞生世界上第一台激光器诞生美国

3、梅曼博士，美国梅曼博士，19601960年年红宝石激光器红宝石激光器第13页/共51页14激光-Laser=受激辐射的光放大受激辐射的光放大L ight A mplification by S timulated E mission of R adiation第14页/共51页激光的结构激光的结构激光的结构激光的结构LASER MEDIUM激励源激励源激励源激励源HRHRR 100%R 100%OCOCR 90%R 90%激光光束激光光束激光光束激光光束工作物质工作物质工作物质工作物质1.1.1.1.工作物质工作物质工作物质工作物质2.2.2.2.激励源激励源激励源激励源3.3.3.3.谐振腔

4、谐振腔谐振腔谐振腔第15页/共51页16激光的特性相干性:Defined phase relation,interferingWhitelight(Completevisiblespectrum)LaserLightLaserLightLaserLightWhitelight(Noncoherent)Whitelight(Divergent)单色性单色性:Only one wavelengthOnly one wavelength 准准直性直性:Minimal divergence of light bundleMinimal divergence of light bundle第16页/共5

5、1页还有什么特性？还有什么特性？高亮度高亮度第17页/共51页光谱光谱光谱光谱图图图图x-射射线宇宙射宇宙射线微波微波TV 无无线电波波ExcimerExcimerArgonArgonKTPKTPDyeDyeRubyRubyAlexandritAlexandrite eNd:YAGNd:YAGEr:YAGEr:YAGCOCO2 2190-390488-514532577-6307556941064294010600UVUV可可可可见见光光光光红红外光外光外光外光400 400 nmnm700 700 nmnmHolmiumHolmium2100第18页/共51页频率频率频率频率(u u u u

6、 或或或或 )(H (Hz z)波长波长波长波长1 1波长波长波长波长 -纳米纳米纳米纳米(nm)(nm)或微米或微米或微米或微米(m mm)m)短波长短波长短波长短波长高频率高频率高频率高频率长波长长波长长波长长波长低频率低频率低频率低频率激光参数第19页/共51页激光参数 E 焦耳J 毫焦mJE=功率X时间W 瓦特W=能量/时间能量功率第20页/共51页激光参数能量密度=脉冲能量/光斑面积光斑尺寸（cm mm)第21页/共51页峰值功率=脉冲能量/脉宽平均功率=脉冲能量X频率激光参数脉宽1/11/201122功率50时间脉冲重复周期T激光脉冲上升和下降到它的50%峰值功率点之间的时间间隔第

7、22页/共51页激光的模式激光的模式激光的模式激光的模式激光激光激光激光的横模模式的横模模式的横模模式的横模模式横模,就是指在谐振腔的横截面内激光光场的分布。横模阶数越高,光强分布就越复杂且分布范围越大,因而其光束发散角越大。反之，基模(TEM00)的光强分布图案呈圆形且分布范围很小,其光束发散角最小,功率密度最大，因此亮度也最高，径向强度分布是均匀的。第23页/共51页激光的模式激光的模式所谓纵模,就是指沿谐振腔轴线方向上的激光光场分布。对于一般腔长的激光器,往往同时产生几个甚至几百个纵模振荡;纵模个数取决于激光的增益曲线宽度及相邻两个纵模的频率间隔。激光的纵模1/11/201124第24页

8、/共51页激光的分类激光的分类-按激发介质按激发介质 固体激光固体激光(Ho:YAGHo:YAG,Nd:YAGNd:YAG,Er:YAGEr:YAG,Ruby)Ruby)SinonSinon,VPC,VPC 气体激光气体激光(Ar(Ar+,Kr,Kr+,COCO2 2,He-Ne ArF),He-Ne ArF)UltraPulse EncoreUltraPulse EncoreTMTM,Acupulse,Acupulse 液体激光液体激光(染料激光染料激光)半导体激光（半导体激光（AlGaAs)AlGaAs)第25页/共51页连续式连续式连续式连续式脉冲式脉冲式脉冲式脉冲式激光的分类激光的分类

9、-按工作按工作方方式式连续激光脉冲激光第26页/共51页激光的分类。1.电激励激光2.光激励激光3.化学激励激光按泵浦方式1/11/2011271.医疗激光2.工业激光3.科研激光按应用范围1.紫外激光2.红外激光3.可见光激光按波长范围第27页/共51页IPLIPL强脉冲光技术强脉冲光技术第28页/共51页 IPL的原理 特定强光子输出 强光源 聚光腔 滤波器 第29页/共51页强脉冲光技术强脉冲光技术Intense Pulsed Light(IPLIntense Pulsed Light(IPL)反射镜氙闪光灯柱过滤膜导光晶体第30页/共51页宽光谱宽光谱宽光谱宽光谱 “Cut-Off”“

10、Cut-Off”“Cut-Off”“Cut-Off”滤镜滤镜滤镜滤镜第31页/共51页为什么激光适合于医疗领域第32页/共51页同相位同波长平行光有效的传输，精确聚焦有效的传输，精确聚焦有效的传输与控制有效的传输与控制选择性强、治疗精确，选择性强、治疗精确，对周围组织损伤小对周围组织损伤小激光特性激光特性第33页/共51页热效应包括：温热效应：42C-60C凝固效应：60C-100C汽化效应：100C-200C碳化效应：200C-300C气化效应：300C适用：眼底病、血管性皮损、组织切割、消融激光的生物学效应激光的生物学效应第34页/共51页电离效应(爆破效应)虹膜切开术、SLT色素性皮损：

11、太田痣、纹身化学效应准分子激光：屈光不正、牛皮癣、白癜风光动力激光：肿瘤、AMD激光的生物学效应激光的生物学效应第35页/共51页 哈佛大学医学院皮肤系教授 马萨诸塞特州总医院皮肤科主任马萨诸塞特州总医院皮肤科主任 威尔曼光学医学实验室主任威尔曼光学医学实验室主任 Rox Anderson 博士博士重要理论重要理论选择性光热作用原理Selective photothermolysis 20世纪80年代第36页/共51页组织-激光吸收与穿透特性曲线黑色素水血红蛋白蛋白散射波长(纳米)色素组织非色素组织波长(纳米)紫外光 可见光 红外光 吸收系 数 穿透深度重要!第37页/共51页38激光在皮肤科

12、的应用第38页/共51页第39页/共51页IPL的临床应用1、光子嫩肤（皮肤松弛，毛孔粗大，细小皱纹）；2、治疗色素性皮肤疾病；3、治疗痤疮；4、光子脱毛；5、治疗良性血管性皮肤病变，如毛细血管扩张等；6、与激光联合治疗及其他治疗；非创伤性。在单一疗程中，可同时改善多种皮肤问题。突破过去仅做病灶治疗的局限性，是美容效果达到整个面部。治疗结束就可投入工作或学习，无需休息。IPL的四大优势第40页/共51页第41页/共51页第42页/共51页长脉冲激光治疗血管性病变常见血管性病变包括海绵状血管瘤、鲜红斑痣、球状血管瘤、酒糟鼻、毛细血管扩张、静脉曲张等激光通过选择性光热解原理，作用于病变血管内的血红

13、蛋白，从而达到治疗目的。第43页/共51页激光治疗鲜红斑痣前后的疗效比较第44页/共51页第45页/共51页第46页/共51页波长波长 (Microns)(Microns)1.01.00.20.210102020100,000100,00010,00010,0001,0001,00010010010101.01.00.10.10.010.010.0010.0010.00010.0001WaterMelaninHemoglobinOxyhemoglobin吸收系数吸收系数(per centimeter)(per centimeter)COCO2 2Er:YAGEr:YAG3.03.0第47页/共51页第48页/共51页第49页/共51页谢 谢THANK YOU!第50页/共51页51感谢您的观看！第51页/共51页