医用激光技术

激光是物质受激辐射所产生的相干光。又称“莱塞”(Li-ght amplification by stimulated emission of radiation,Laser)原意为光受激辐射放大。产生激光的器件为激光器。激光器是一种特殊的光源，所发射的激光具有以下特点：
❶方向性强： 一般发散角仅有零点几至十几毫弧度；
❷亮度高：一般比普通白炽灯亮度高几百万至几十亿倍；
❸单色性好：色泽最纯，所占波长范围很窄(氦氖激光的波长范围小于千分之一埃；
❹相干性好。
美国贝尔实验室Maiman (1960)研究成功世界上第一台激光器——红宝石激光器，次年应用于眼科临床。1963年开始应用激光治疗恶性肿瘤。此后，激光在皮肤科、外科、口腔科、眼科及病理、化验等广泛的医学领域内得到应用，并形成了一门新的边缘学科——激光医学。自1975～1987年，已召开了七届国际激光医学会议，激光医学在国内外获得了很大发展。
激光医学中最常用的激光器可按工作物质（激活介质）分为固体激光器、气体激光器、半导体激光器和液体激光器四种。
固体激光器 (1)掺钕钇铝石榴石(Nd³⁺:YAG,YA-G)激光器：系在YAG（钇铝石榴石）晶体中，掺入一定量的三氧化二钕构成的晶棒。激光为波长1.06μm的近红外线不可见光，能通过石英光纤耦合导光而将激光引到体内外需治疗的部位。目前市场产品功率多为50～100W。
(2)红宝石(Ruby)激光器：它是由三氧化二铝中掺入少量的氧化铬制成的单晶棒，激光为波长6943Å的鲜艳红光。激光持续时间很短，仅千分之一秒左右，眼屈光间质角膜、房水、晶状体、玻璃体等对此波长有较高的透过率，而虹膜组织中的丰富色素则对红宝石激光有较高的吸收率，故适宜于治疗眼科疾病。目前市场产品的输出能量为零点几到几焦耳。
气体激光器 (1)二氧化碳(CO₂)激光器：它是由CO₂、H₂、Ne三种气体组成，其中CO₂为产生辐射的气体，He-Ne为辅助气体。CO₂激光器属分子气体激光器，有较大的光电转换效率，输出波长为10.6μm的远红外光。生物组织对CO₂激光束的吸收系数大，热效应强。CO₂光束用于外科手术时，凝固、炭化、气化组织作用非常明显，CO₂光刀普遍用于临床各科。目前市场产品的输出功率常在3～50W之间。
(2)氦氖(He-Ne)激光器及激光针： 属原子气体激光器，连续工作，发射波长为6328Å的可见红光，输出功率一般不高，由几个毫瓦至几十毫瓦，但光束质量好，发散角极小，单色性很好，生物组织对其反应极其敏感。医学上常用来照射治疗各种疾病或做有关检查。He-Ne激光对生物体有一定穿透作用，可通过光导纤维制成光针（激光穴位照射）。
(3)氩离子(Ar)激光器：输出波长为4880A或5145A的蓝绿可见光，能很好地被血液吸收。在穿透深度至100μm时，吸收率可达70%，比CO₂、YAG、Ruby激光器等都高，所以Ar激光对人体深部正常组织影响较小，不易产生穿孔危险。
(4)氦镉 (He-Cd)激光器：属金属蒸气离子气体激光器，He-Cd激光器中的工作物质主要是镉离子，氦气只起缓冲作用。 输出波长在3250Å到8530Å之间， 其中最长两条谱线是3250Å和4416Å，医学上除用于治疗某些疾病外，常用作恶性肿瘤的诊断。
气体激光器中还有氪(Kr)离子激光器、氮分子(N₂)激光器、金蒸气激光器、铜蒸气激光器和准分子激光器等。半导体激光器 半导体激光器中一般有砷化镓、锗、硅激光器。常用者为砷化镓激光器(GaAlAs)，其效率高，体积小，发射的激光波长在室温下为9000A，采用液氮冷却至-196℃为时为8500Å。由于GaAlAs激光器发散角较大且易受温度影响，在医学上未能广泛应用；但其体积小，寿命长，价廉，故常制成激光光针。
液体激光器 包括无机液体和有机染料液体材料两大类，前者将特定的金属化合物溶于适当的溶液中，产生受激光发射作用的是所渗入的特定杂质金属离子； 后者是将有机染料溶于适当的有机溶剂中，产生受激光发射作用的是有机染料分子。丹诺明乃就是这类激光器，其发射激光的波长为6,300A。这类激光器在医学上很有应用前途。