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激光即由(you)受激輻射而產生(sheng)放大的光，激光技術的(de)成功被認為是本世紀(ji)最(zui)重大的(de)四(si)項(xiang)科學(xue)成果之一（即原子能、半導(dao)體(ti)、計算機、激光）。

激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)剛一出(chu)(chu)現，它(ta)的(de)發展前景就(jiu)引起人(ren)們的(de)強烈興(xing)趣，不(bu)久就(jiu)相繼出(chu)(chu)現了數百種能發射(she)不(bu)同波(bo)長的(de)相干光(guang)的(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)。1964年美國卡斯珀（Kasper）制(zhi)成了第一臺(tai)化(hua)學(xue)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)。1966年蘭卡德（Lankard）等人(ren)首先制(zhi)成了有機染(ran)料激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)，到目前為(wei)止(zhi)，全世界(jie)已生產了幾千種類型(xing)的(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)，并研制(zhi)成了高壓氣(qi)體激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)、高功(gong)率化(hua)學(xue)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)、準分子(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)、半導體激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)、固體激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)、自由電子(zi)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)和(he)X線激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)等新品種。目前激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)輸出(chu)(chu)功(gong)率最(zui)大可達1013W，最(zui)小為(wei)mw。

激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)問世后，很快(kuai)受到(dao)醫學和(he)生(sheng)物(wu)學界的(de)極大重視。1961年扎雷特(te)(Zaret)，以后坎貝(bei)爾（Campbell）等(deng)人相繼用(yong)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)研(yan)究視網膜剝離(li)焊接(jie)術(shu)，并很快(kuai)被用(yong)于臨床。目前(qian)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)在臨床上除氣(qi)化、凝(ning)固、燒(shao)灼、光(guang)(guang)刀、焊接(jie)、照射等(deng)治療(liao)應(ying)用(yong)外(wai)，在診(zhen)斷和(he)基礎(chu)理(li)論(lun)研(yan)究方面出現了許多新(xin)(xin)技術(shu)，如激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)熒(ying)光(guang)(guang)顯微(wei)(wei)檢查(cha)，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)微(wei)(wei)束照射單細(xi)(xi)胞(bao)(bao)顯微(wei)(wei)檢查(cha)技術(shu)，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)顯微(wei)(wei)光(guang)(guang)譜分析，生(sheng)物(wu)全息(xi)攝影及(ji)(ji)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)或分子水平的(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)檢測(ce)和(he)微(wei)(wei)光(guang)(guang)手(shou)術(shu)等(deng)充分顯示激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)一系列獨(du)特(te)性(xing)能。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)配合(he)導光(guang)(guang)纖維的(de)應(ying)用(yong)對各(ge)種體腔(qiang)內(nei)腫(zhong)瘤及(ji)(ji)其他疾患(huan)的(de)診(zhen)治，以及(ji)(ji)結合(he)各(ge)種內(nei)窺(kui)鏡進行激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)光(guang)(guang)敏(min)療(liao)法診(zhen)治腔(qiang)內(nei)腫(zhong)瘤新(xin)(xin)技術(shu)提(ti)供有(you)利手(shou)段。目前(qian)已(yi)研(yan)究利用(yong)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)治療(liao)心臟疾病和(he)血管內(nei)斑塊栓(shuan)塞(sai)，包括冠狀動脈粥樣硬化阻(zu)塞(sai)后的(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)血管再通技術(shu)已(yi)獲成功(gong)。

基(ji)于醫用(yong)激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)迅速(su)發展(zhan)，在(zai)激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)生(sheng)(sheng)物(wu)醫學(xue)領域中形成了一些專門學(xue)科(ke)，如激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)分子(zi)生(sheng)(sheng)物(wu)學(xue)、激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)細胞學(xue)、激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)人體生(sheng)(sheng)理學(xue)、激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)診(zhen)(zhen)斷學(xue)、激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)治(zhi)(zhi)療(liao)學(xue)、醫用(yong)激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)工(gong)藝學(xue)、激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)防護學(xue)、分子(zi)生(sheng)(sheng)物(wu)激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)工(gong)程學(xue)等(deng)。在(zai)診(zhen)(zhen)治(zhi)(zhi)方(fang)面，激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)已用(yong)于每(mei)一臨床學(xue)科(ke)，最近據有人預(yu)測到本(ben)世紀(ji)末(mo)，應用(yong)激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)技術(shu)診(zhen)(zhen)治(zhi)(zhi)疾病(bing)的(de)(de)新方(fang)法(fa)將超(chao)過傳統的(de)(de)診(zhen)(zhen)治(zhi)(zhi)方(fang)法(fa)，激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)技術(shu)將引起內(nei)外科(ke)治(zhi)(zhi)療(liao)的(de)(de)一場“革(ge)命”。預(yu)計在(zai)本(ben)世紀(ji)末(mo)的(de)(de)五至十年內(nei)，激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)技術(shu)將廣泛應用(yong)于發現和治(zhi)(zhi)療(liao)癌瘤，進行(xing)外科(ke)手(shou)術(shu)以及縫(feng)合血(xue)管、神(shen)經、肌腱和皮膚，治(zhi)(zhi)療(liao)動脈硬化斑、血(xue)管栓塞(sai)和內(nei)科(ke)、皮膚科(ke)等(deng)的(de)(de)許多疾病(bing)。

白熾燈(deng)、日光(guang)(guang)(guang)燈(deng)、高(gao)壓脈沖氙燈(deng)、激(ji)光(guang)(guang)(guang)燈(deng)的(de)發(fa)光(guang)(guang)(guang)現象，都是光(guang)(guang)(guang)源系統中(zhong)原(yuan)子(zi)（或分子(zi)、離子(zi)）內(nei)部能量變化的(de)結(jie)(jie)果(guo)。原(yuan)子(zi)的(de)能級結(jie)(jie)構是發(fa)光(guang)(guang)(guang)現象的(de)物質基(ji)礎，激(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)產生，不外乎(hu)通過(guo)以下幾(ji)個過(guo)程和步(bu)驟：

一(yi)(yi)(yi)般原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)系統中(zhong)，絕(jue)大多(duo)數(shu)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)不是(shi)處于(yu)低能(neng)(neng)(neng)級的(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)，而是(shi)處于(yu)高(gao)(gao)能(neng)(neng)(neng)級的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)狀態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)目，相(xiang)比之下(xia)是(shi)非常少(shao)的(de)(de)(de)(de)。例(li)如(ru)：在(zai)室(shi)溫（27～28℃）的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)，紅(hong)寶石晶(jing)體中(zhong)處于(yu)基(ji)(ji)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)鉻離子(zi)(zi)(zi)(zi)數(shu)目為激(ji)(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)1030倍，因此(ci)，紅(hong)寶石鉻離子(zi)(zi)(zi)(zi)基(ji)(ji)本上(shang)是(shi)處于(yu)基(ji)(ji)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)。如(ru)果要使(shi)這些處于(yu)基(ji)(ji)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)產(chan)生輻射作用(yong)，首先必(bi)須(xu)把(ba)這些基(ji)(ji)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)上(shang)的(de)(de)(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)激(ji)(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)到(dao)高(gao)(gao)能(neng)(neng)(neng)級去，從低能(neng)(neng)(neng)級到(dao)高(gao)(gao)級去的(de)(de)(de)(de)這一(yi)(yi)(yi)過(guo)(guo)程稱為激(ji)(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)或(huo)抽運。這個吸(xi)收能(neng)(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程，稱做光(guang)的(de)(de)(de)(de)受(shou)激(ji)(ji)吸(xi)收（圖4-26-4）。激(ji)(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)很多(duo)，主要是(shi)給基(ji)(ji)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)加一(yi)(yi)(yi)定能(neng)(neng)(neng)量(liang)，例(li)如(ru)光(guang)照(zhao)、電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)碰撞、分解或(huo)化合以及加熱等。基(ji)(ji)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)吸(xi)收能(neng)(neng)(neng)量(liang)后(hou)即被激(ji)(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)，例(li)如(ru)紅(hong)寶石激(ji)(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)就(jiu)是(shi)脈沖氙燈(deng)照(zhao)射的(de)(de)(de)(de)方法(fa)施加光(guang)能(neng)(neng)(neng),使(shi)鉻離子(zi)(zi)(zi)(zi)從基(ji)(ji)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)激(ji)(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)到(dao)高(gao)(gao)能(neng)(neng)(neng)級的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)上(shang)。又如(ru)氦(hai)－氖(nai)(nai)激(ji)(ji)光(guang)器(qi)(qi)通過(guo)(guo)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)與氦(hai)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)碰撞，使(shi)氦(hai)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)獲(huo)得能(neng)(neng)(neng)量(liang)。氦(hai)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)通過(guo)(guo)碰撞又將能(neng)(neng)(neng)量(liang)傳給氖(nai)(nai)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)，氖(nai)(nai)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)獲(huo)得能(neng)(neng)(neng)量(liang)后(hou)從基(ji)(ji)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)激(ji)(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)到(dao)高(gao)(gao)能(neng)(neng)(neng)級去。化學激(ji)(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)器(qi)(qi)是(shi)用(yong)分解或(huo)化合的(de)(de)(de)(de)方法(fa)作為激(ji)(ji)發(fa)(fa)(fa)(fa)能(neng)(neng)(neng)源。

圖4-26-4 激光（吸收(shou)能量）

由于原子內部結構(gou)的(de)(de)不(bu)(bu)同，在相(xiang)同的(de)(de)外(wai)界條(tiao)件下，原子從基(ji)(ji)態被激(ji)發(fa)(fa)到各個高(gao)能(neng)級(ji)去的(de)(de)可能(neng)性是(shi)不(bu)(bu)一(yi)(yi)致(zhi)的(de)(de)。通常(chang)把原子從基(ji)(ji)態激(ji)發(fa)(fa)到某(mou)一(yi)(yi)能(neng)級(ji)上去的(de)(de)可能(neng)性，叫做該能(neng)級(ji)的(de)(de)“激(ji)發(fa)(fa)機率”。各能(neng)級(ji)的(de)(de)激(ji)發(fa)(fa)機率是(shi)不(bu)(bu)同的(de)(de)，有的(de)(de)很大，有的(de)(de)很小，這種機率取(qu)決于物質自身的(de)(de)性質。

原(yuan)子(zi)（或分(fen)子(zi)、離子(zi)）總是(shi)力圖使自己的能量(liang)狀態(tai)(tai)處于基態(tai)(tai)上，被(bei)激發(fa)到高能級后的粒子(zi)，力圖回到基態(tai)(tai)上去，與此同時放(fang)出(chu)激發(fa)時所吸收的能量(liang)。基態(tai)(tai)是(shi)粒子(zi)能量(liang)最平衡(heng)最穩定的狀態(tai)(tai)，從高級回到低能級去的過程(cheng)稱為躍遷，躍遷時釋(shi)放(fang)的能量(liang)即輻射。躍遷的形式有以下幾種(zhong)：

不受外界能(neng)量(liang)(liang)的(de)影響(xiang)，只是由(you)于原子內(nei)部運動規(gui)律所(suo)導致(zhi)的(de)躍(yue)遷(qian)(qian)稱為自(zi)發躍(yue)遷(qian)(qian)。這(zhe)種(zhong)(zhong)躍(yue)遷(qian)(qian)釋放能(neng)量(liang)(liang)的(de)形(xing)式又(you)有兩種(zhong)(zhong)：一(yi)種(zhong)(zhong)是變(bian)為熱運動釋放能(neng)量(liang)(liang)，叫(jiao)做無輻(fu)射(she)(she)躍(yue)遷(qian)(qian)；另一(yi)種(zhong)(zhong)是以光的(de)形(xing)式將能(neng)量(liang)(liang)輻(fu)射(she)(she)出來，叫(jiao)做自(zi)發輻(fu)射(she)(she)躍(yue)遷(qian)(qian)（圖(tu)4-26-5）。自(zi)發輻(fu)射(she)(she)出來的(de)光頻率γ，由(you)發生躍(yue)遷(qian)(qian)的(de)兩能(neng)級(ji)間之能(neng)量(liang)(liang)差(cha)所(suo)決定。

 圖4-26－5 自發輻射（釋(shi)放能(neng)量）

普通光源如白熾燈(deng)、日光燈(deng)、高壓水銀燈(deng)、氙(xian)燈(deng)等都是通過自發躍遷輻射產生光，這種光是非相干光。

由于入射光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子的(de)(de)感(gan)應(ying)或激(ji)(ji)(ji)勵(li)，導(dao)致激(ji)(ji)(ji)發(fa)(fa)原子從高能(neng)級(ji)躍(yue)遷(qian)(qian)到低(di)能(neng)級(ji)去，這(zhe)(zhe)個(ge)過程(cheng)稱為受(shou)(shou)激(ji)(ji)(ji)躍(yue)遷(qian)(qian)或感(gan)應(ying)躍(yue)遷(qian)(qian)。這(zhe)(zhe)種(zhong)躍(yue)遷(qian)(qian)輻(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)射叫做“受(shou)(shou)激(ji)(ji)(ji)輻(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)射”。受(shou)(shou)激(ji)(ji)(ji)輻(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)射出(chu)來(lai)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子與入射光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子有著同(tong)樣的(de)(de)特(te)征，如(ru)頻(pin)率、相(xiang)(xiang)位、振輻(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)以及傳播方向等完全一樣。這(zhe)(zhe)種(zhong)相(xiang)(xiang)同(tong)性(xing)就決定了受(shou)(shou)激(ji)(ji)(ji)輻(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)射光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)相(xiang)(xiang)干性(xing)。入射一個(ge)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子引起(qi)一個(ge)激(ji)(ji)(ji)發(fa)(fa)原子受(shou)(shou)激(ji)(ji)(ji)躍(yue)遷(qian)(qian)，在躍(yue)遷(qian)(qian)過程(cheng)中(zhong)，輻(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)射出(chu)兩個(ge)同(tong)樣的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子，這(zhe)(zhe)兩個(ge)同(tong)樣的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子又(you)去激(ji)(ji)(ji)勵(li)其它激(ji)(ji)(ji)發(fa)(fa)原子發(fa)(fa)生(sheng)受(shou)(shou)激(ji)(ji)(ji)躍(yue)遷(qian)(qian)，因(yin)而又(you)獲得(de)4個(ge)同(tong)樣的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子。如(ru)此反應(ying)下去，在很短的(de)(de)時間內，輻(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)射出(chu)來(lai)大(da)量同(tong)模樣、同(tong)性(xing)能(neng)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子，這(zhe)(zhe)個(ge)過程(cheng)稱為“雪(xue)(xue)崩(beng)”。雪(xue)(xue)崩(beng)就是受(shou)(shou)激(ji)(ji)(ji)輻(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)射光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)放大(da)過程(cheng)。受(shou)(shou)激(ji)(ji)(ji)輻(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)射光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)是相(xiang)(xiang)干光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，相(xiang)(xiang)干光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)有疊加效應(ying)，因(yin)此合成光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)振幅(fu)加大(da)，表現(xian)為光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)高亮(liang)度性(xing)（圖4-26-6）。

圖4-26－6 受激輻射（釋(shi)放能量）

激(ji)(ji)發壽命與躍遷(qian)機率取決于物質種類的(de)(de)不同。處于基態(tai)的(de)(de)原子(zi)可(ke)以(yi)長期的(de)(de)存在下去，但原子(zi)激(ji)(ji)發到高(gao)能級(ji)(ji)的(de)(de)激(ji)(ji)發態(tai)上去以(yi)后，它會很快地并(bing)且自發地躍遷(qian)回到低能級(ji)(ji)去。在高(gao)能級(ji)(ji)上滯留的(de)(de)平均(jun)時(shi)間(jian)(jian)，稱為(wei)原子(zi)在該能級(ji)(ji)上的(de)(de)“平均(jun)壽命”，通常以(yi)符號“τ”表示。一般說，原子(zi)處于激(ji)(ji)發態(tai)的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)是(shi)非常短的(de)(de)，約為(wei)10－8秒。

激發(fa)系統(tong)在1秒(miao)內(nei)躍遷回基(ji)態的原子數目(mu)稱為“躍遷機(ji)率”，通(tong)常(chang)以“A”表示(shi)。大多(duo)數同(tong)種原子的平均(jun)躍遷機(ji)率都有固定的數值(zhi)。躍遷率A與(yu)平均(jun)壽命τ的關(guan)系：

由于原子(zi)(zi)內部(bu)結構的特殊(shu)性，決(jue)定了(le)各能級的平均壽(shou)(shou)命長(chang)(chang)短(duan)不等。例如紅寶石中(zhong)的鉻離子(zi)(zi)E3的壽(shou)(shou)命非常(chang)短(duan)，只有10－9秒(miao)，而E2的壽(shou)(shou)命比較長(chang)(chang)，約為數秒(miao)。壽(shou)(shou)命較長(chang)(chang)的能級稱為“亞穩(wen)態(tai)(tai)”。具有亞穩(wen)態(tai)(tai)原子(zi)(zi)、離子(zi)(zi)或分(fen)子(zi)(zi)的物質，是產生激光的工作物質，因亞穩(wen)態(tai)(tai)能更好地為粒子(zi)(zi)數反轉創造(zao)條件。

當光子(zi)通過某一(yi)介質時，它可能(neng)被原(yuan)(yuan)子(zi)（或離子(zi)、分(fen)子(zi)）所吸收，從而(er)使(shi)原(yuan)(yuan)子(zi)從低能(neng)級激發到高能(neng)級去，這個過程稱為“共振吸收”或稱光的受(shou)(shou)激吸收。另外，入(ru)射(she)光也能(neng)引起(qi)處于高能(neng)級的原(yuan)(yuan)子(zi)發生受(shou)(shou)激輻(fu)射(she)。

在一般情況(kuang)下(xia)，處(chu)于(yu)低能級(ji)的(de)(de)原子數(shu)(shu)目遠遠超過處(chu)于(yu)高(gao)能級(ji)的(de)(de)原子數(shu)(shu)目。要想得到受激輻射，就(jiu)必須先(xian)使原子（或離子、分(fen)子）激發(fa)到高(gao)能級(ji)去。人為(wei)(wei)地施(shi)加一定能量，使高(gao)能級(ji)上(shang)具有(you)較多的(de)(de)粒子數(shu)(shu)分(fen)布，這種狀態稱(cheng)為(wei)(wei)“粒子數(shu)(shu)反轉”。產生粒子數(shu)(shu)反轉的(de)(de)物(wu)質就(jiu)稱(cheng)為(wei)(wei)活性物(wu)質。如(ru)何(he)實現粒子數(shu)(shu)反轉，下(xia)面以(yi)(yi)紅寶石激光(guang)器為(wei)(wei)例加以(yi)(yi)說明(ming)。

紅寶石激光器(qi)的(de)激發是(shi)通過氙燈(deng)輸送能量。E1、E2、E3是(shi)鉻離(li)子(zi)相對(dui)應(ying)的(de)三個能級，使鉻離(li)子(zi)從基態(tai)E1激發到共振吸收帶E3上(shang)去(qu)，形成了E3對(dui)E2粒子(zi)數(shu)反(fan)轉（圖(tu)4-26-7（1））。但是(shi)由于E3的(de)壽命很(hen)短（即自發躍(yue)遷機(ji)率(lv)很(hen)大），因(yin)此(ci)鉻離(li)子(zi)的(de)能級就(jiu)很(hen)快地并(bing)且以無(wu)輻射(she)躍(yue)遷的(de)形式落(luo)入E2中，同時放(fang)(fang)出熱(re)能。E2是(shi)壽命較長的(de)亞穩態(tai)，躍(yue)遷機(ji)率(lv)較小，因(yin)此(ci)E2就(jiu)積(ji)聚(ju)了大量的(de)鉻離(li)子(zi)。當氙燈(deng)光足夠(gou)時，則(ze)E2上(shang)的(de)粒子(zi)（鉻離(li)子(zi)）數(shu)就(jiu)大為增(zeng)加(jia)，此(ci)時E2對(dui)E1來說就(jiu)出現了粒子(zi)數(shu)反(fan)轉（圖(tu)4-26-7（2））。若(ruo)用(yong)E2與(yu)E1間躍(yue)遷相對(dui)應(ying)頻率(lv)[γ＝（E2-E1）/h]的(de)光子(zi)引(yin)發時，上(shang)述活性系統就(jiu)可(ke)產生E2對(dui)E1的(de)受(shou)(shou)激輻射(she)。受(shou)(shou)激輻射(she)可(ke)以使光放(fang)(fang)大，這種放(fang)(fang)大是(shi)由于該系統受(shou)(shou)激發時從外部吸收的(de)能量和引(yin)發的(de)能量一舉放(fang)(fang)出的(de)結果，如圖(tu)4-26-8所示(shi)。

圖4-26-7 粒子數反轉

處于粒子數反(fan)轉狀態(tai)的(de)活性系統，可以產生“雪崩(beng)”。雪崩(beng)過(guo)程可以使光(guang)再(zai)次放大。該過(guo)程的(de)繼續進(jin)行，必須(xu)通過(guo)一定的(de)裝(zhuang)置(zhi)，這種裝(zhuang)置(zhi)就是(shi)光(guang)學共(gong)振(zhen)腔。從共(gong)振(zhen)腔中(zhong)持續發出來的(de)、特征完全相同的(de)大量(liang)光(guang)子就是(shi)激光(guang)。

激光(guang)(guang)所以(yi)具有良好的(de)(de)單色性(xing)、方向性(xing)以(yi)及較高的(de)(de)亮度，主要是(shi)(shi)取(qu)決于光(guang)(guang)學(xue)共(gong)(gong)振腔的(de)(de)作(zuo)用。于工作(zuo)物質的(de)(de)兩端加上兩快相(xiang)互(hu)平行(xing)的(de)(de)反(fan)(fan)光(guang)(guang)鏡，其(qi)中一(yi)塊是(shi)(shi)全反(fan)(fan)射鏡，另一(yi)塊是(shi)(shi)半反(fan)(fan)射鏡，這就是(shi)(shi)光(guang)(guang)學(xue)共(gong)(gong)振腔的(de)(de)主要結(jie)構(gou)（圖4-26-9）。

在(zai)光(guang)(guang)學共振(zhen)腔中的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)物質(zhi)，受到外加能量的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)勵而產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)子(zi)可以射(she)向(xiang)各(ge)個方(fang)向(xiang)，但其(qi)中傳播(bo)方(fang)向(xiang)與(yu)反(fan)射(she)鏡垂直者，則在(zai)介質(zhi)中來回反(fan)射(she)振(zhen)蕩(dang)。在(zai)反(fan)射(she)振(zhen)蕩(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)過程中，引發介質(zhi)中其(qi)它活(huo)性(xing)物質(zhi)點受激(ji)(ji)輻(fu)射(she)，因此這種輻(fu)射(she)的(de)(de)(de)(de)(de)強度越來越大。由于受激(ji)(ji)輻(fu)射(she)反(fan)復振(zhen)蕩(dang)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)大量光(guang)(guang)子(zi)都具有相同的(de)(de)(de)(de)(de)特征(zheng)和(he)一致的(de)(de)(de)(de)(de)傳播(bo)方(fang)向(xiang)，因此決定(ding)了(le)激(ji)(ji)光(guang)(guang)具有良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)單色性(xing)和(he)準直的(de)(de)(de)(de)(de)定(ding)向(xiang)性(xing)。又由于光(guang)(guang)子(zi)來回不斷地進行振(zhen)蕩(dang)，輻(fu)射(she)強度借以得(de)到極度的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)大，因此又保證了(le)激(ji)(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)高度性(xing)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)在(zai)光(guang)(guang)學共振(zhen)腔中形成的(de)(de)(de)(de)(de)過程如圖4-26-10所示。

圖4-26-8 光的吸收與放大

圖4-26-9 光學共振腔示意圖

激光本質上和普遍光線(xian)沒(mei)有什么區(qu)別，它(ta)也可受光的反射(she)、折射(she)、吸(xi)收、透射(she)等物理規律的制約。但是由于激光的產生形式不同于一般(ban)光線(xian)，故(gu)它(ta)具有一些特點。

一般規律(lv)認(ren)為，光(guang)源(yuan)在單位面積上(shang)向(xiang)某一方向(xiang)的(de)單位立體角(jiao)內發射(she)(she)的(de)功(gong)率(lv)，就稱為光(guang)源(yuan)在該方向(xiang)上(shang)的(de)亮(liang)(liang)度(du)。激(ji)光(guang)在亮(liang)(liang)度(du)上(shang)的(de)提高主(zhu)要是(shi)靠光(guang)線在發射(she)(she)方向(xiang)上(shang)的(de)高度(du)集(ji)中。激(ji)光(guang)的(de)發射(she)(she)角(jiao)極小(xiao)（一般用毫弧度(du)表示），它幾乎是(shi)高度(du)平等準直的(de)光(guang)束，能實現定(ding)向(xiang)集(ji)中發射(she)(she)。因(yin)此，激(ji)光(guang)有高亮(liang)(liang)度(du)性(xing)。

另(ling)外(wai)，激光的亮度(du)也取(qu)決于(yu)它的相(xiang)干性(xing)(xing)。相(xiang)干性(xing)(xing)是一(yi)切波動(dong)現象(xiang)的屬性(xing)(xing)。光有(you)波動(dong)性(xing)(xing)，因此(ci)也有(you)相(xiang)干性(xing)(xing)。

一(yi)般光(guang)源(yuan)發射出來(lai)的光(guang)是(shi)非相(xiang)干光(guang)，它是(shi)波(bo)長不等(deng)、雜亂無序的混合(he)光(guang)束。由(you)于非相(xiang)干光(guang)的波(bo)長、相(xiang)位、振(zhen)幅極不一(yi)致。因此它們(men)的合(he)成波(bo)也(ye)是(shi)一(yi)條雜亂無章、毫(hao)無規(gui)律的曲線（圖4-26-1），從(cong)中不易找出它的周期性來(lai)。普通光(guang)源(yuan)如日光(guang)、燈光(guang)等(deng)所輻(fu)射的就是(shi)這(zhe)非相(xiang)干光(guang)線。

 圖(tu)4-26-1 非(fei)相干輻射

發光系統中，處于激發狀(zhuang)態(tai)的(de)原子(zi)(zi)（或分子(zi)(zi)、離子(zi)(zi)）受(shou)相應的(de)外(wai)界能(neng)量（例如入射(she)光子(zi)(zi)）激勵(li)時，它就從高(gao)能(neng)級躍遷到低能(neng)級，同時釋放出一(yi)個光子(zi)(zi)，這個被釋放的(de)光子(zi)(zi)和入射(she)的(de)光子(zi)(zi)是(shi)完全一(yi)樣(yang)的(de)。它們(men)兩者的(de)波(bo)長、傳播方向、振(zhen)輻及相位都完全一(yi)樣(yang)。這樣(yang)的(de)輻射(she)波(bo)具(ju)有相干(gan)性，它們(men)的(de)譜線很窄。

根據波的(de)(de)迭加(jia)(jia)(jia)原理，如果兩列波同時作(zuo)用(yong)于(yu)某(mou)一點上，則該(gai)點的(de)(de)振(zhen)動等于(yu)每列波單獨作(zuo)用(yong)時所(suo)起的(de)(de)振(zhen)動代數和。因此(ci)，相干(gan)光(guang)的(de)(de)合(he)成波就(jiu)是(shi)迭加(jia)(jia)(jia)效(xiao)應的(de)(de)結果（圖4-26-2）。合(he)成波的(de)(de)相位、波長、傳播方(fang)向皆不改變(bian)，只是(shi)振(zhen)幅(fu)急(ji)劇(ju)地(di)(di)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)了(le)。因此(ci)，通過迭加(jia)(jia)(jia)后的(de)(de)光(guang)色不變(bian)，光(guang)的(de)(de)強度(du)極大(da)地(di)(di)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)了(le)。激(ji)光(guang)所(suo)以有(you)高(gao)亮(liang)度(du)的(de)(de)特點也是(shi)由(you)于(yu)相干(gan)光(guang)迭加(jia)(jia)(jia)效(xiao)應的(de)(de)結果。激(ji)光(guang)的(de)(de)亮(liang)度(du)可以比太陽表面亮(liang)高(gao)1010倍。

一束激光(guang)經過聚(ju)焦后，由于其(qi)高亮度(du)性的(de)特(te)點(dian)，能(neng)產(chan)(chan)生強烈的(de)熱效應，其(qi)焦點(dian)范圍(wei)內的(de)溫度(du)可達數千(qian)度(du)或數萬度(du)，能(neng)熔化(hua)甚至于氣化(hua)對激光(guang)有吸收能(neng)力的(de)生物(wu)組織(zhi)或非生物(wu)材料。如工業上(shang)精密器(qi)件的(de)焊接、燈(deng)孔、切割；醫(yi)學上(shang)切割組織(zhi)（光(guang)刀）、氣化(hua)表淺腫瘤以及顯微光(guang)譜(pu)分析(xi)等這些新技術都是利用(yong)激光(guang)的(de)高亮度(du)性所產(chan)(chan)生的(de)高溫效應。

激光功率密度的單位為mw/cm2或W/cm2，能量密度為焦爾/厘米2。

圖(tu)4-26-2 相(xiang)干輻射

一般(ban)理(li)療上常用(yong)光(guang)源，有熱光(guang)源（如白熾(chi)燈、紅外(wai)線(xian)(xian)燈）和(he)氣體放電發(fa)光(guang)光(guang)源（如紫(zi)外(wai)線(xian)(xian)燈）。這類光(guang)源的發(fa)光(guang)物質比較(jiao)復雜，以自發(fa)輻射形式(shi)產生光(guang)子，發(fa)出的光(guang)線(xian)(xian)很不純，它們(men)的譜線(xian)(xian)范圍是(shi)連線(xian)(xian)的或是(shi)帶狀的光(guang)譜。 

一般“單色光(guang)”被分光(guang)鏡(jing)分解后(hou)，它也不是(shi)(shi)連(lian)續的(de)(de)(de)(de)色帶(dai)，而是(shi)(shi)一條條獨立的(de)(de)(de)(de)、并且具有特定(ding)位置的(de)(de)(de)(de)亮(liang)光(guang)，通常稱這為譜(pu)線(xian)(xian)。臨床上所(suo)謂的(de)(de)(de)(de)單色光(guang)也并非是(shi)(shi)單一波長的(de)(de)(de)(de)光(guang)，而是(shi)(shi)有一定(ding)波長的(de)(de)(de)(de)譜(pu)線(xian)(xian)。波長范圍越小(xiao)，譜(pu)線(xian)(xian)寬(kuan)度(du)越窄(zhai)，其單色性(xing)也越好。因此，譜(pu)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)寬(kuan)度(du)是(shi)(shi)衡量光(guang)線(xian)(xian)單色性(xing)好壞的(de)(de)(de)(de)標志。

激光(guang)(guang)是物質(zhi)中(zhong)(zhong)原子(zi)（或分子(zi)、離(li)子(zi)）受激輻射產生的(de)光(guang)(guang)子(zi)流，它依靠發(fa)光(guang)(guang)物質(zhi)內部的(de)規(gui)律性(xing)，使光(guang)(guang)能在光(guang)(guang)譜(pu)上高(gao)(gao)度地集中(zhong)(zhong)起來(lai)。在激光(guang)(guang)的(de)發(fa)光(guang)(guang)形(xing)式中(zhong)(zhong)，可以得(de)到(dao)單(dan)一能級間所產生的(de)輻射能，因(yin)此(ci)，這種光(guang)(guang)是同波長（或同頻率）的(de)單(dan)色(se)光(guang)(guang)。光(guang)(guang)譜(pu)高(gao)(gao)度集中(zhong)(zhong)時，其純(chun)度甚至(zhi)接近單(dan)一波長的(de)光(guang)(guang)線，例(li)如(ru)氦－氖激光(guang)(guang)就是6328的(de)單(dan)色(se)紅光(guang)(guang)。

激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的散(san)(san)射(she)(she)角(jiao)非常小，通(tong)常以毫弧(hu)計算。例如(ru)紅寶石激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的散(san)(san)射(she)(she)角(jiao)是0.18°，氦－氖激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)只(zhi)有(you)1毫弧(hu)度。因此，激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)幾乎是平等準(zhun)直(zhi)(zhi)的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)，在其(qi)傳(chuan)播的進(jin)(jin)程(cheng)中有(you)高度的定向性。手電(dian)筒(tong)照明時，由(you)于(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的散(san)(san)射(she)(she)角(jiao)大，遠(yuan)達(da)數十米后，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)散(san)(san)開(kai)并(bing)形成大而(er)暗淡(dan)的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)盤(pan)。激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)由(you)于(yu)散(san)(san)射(she)(she)角(jiao)小，可以準(zhun)直(zhi)(zhi)地射(she)(she)向遠(yuan)距離目的物(wu)。1962年，將激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)發(fa)射(she)(she)向月球，經過(guo)40多萬(wan)公(gong)里的進(jin)(jin)程(cheng)后，其(qi)散(san)(san)開(kai)的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑的直(zhi)(zhi)徑也不過(guo)只(zhi)有(you)兩公(gong)里多。利用激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的準(zhun)直(zhi)(zhi)性進(jin)(jin)行測(ce)距，從地球到(dao)月球之間的誤差不超過(guo)1.5m。

由于激(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)單色性(xing)和(he)(he)方(fang)向(xiang)性(xing)好，通(tong)(tong)過(guo)透鏡(jing)(jing)可(ke)(ke)以(yi)把光(guang)(guang)束(shu)集中（聚焦(jiao)(jiao)）到(dao)非常小的(de)(de)(de)(de)面積上，焦(jiao)(jiao)點(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)直徑甚至可(ke)(ke)以(yi)接近激(ji)光(guang)(guang)本身的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)，這(zhe)是(shi)(shi)普(pu)(pu)通(tong)(tong)光(guang)(guang)源(yuan)所不(bu)及的(de)(de)(de)(de)。因(yin)(yin)為從普(pu)(pu)通(tong)(tong)光(guang)(guang)源(yuan)中發(fa)(fa)射出來(lai)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)束(shu)向(xiang)各個方(fang)向(xiang)傳播(bo)，它(ta)們是(shi)(shi)互不(bu)平行(xing)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)，所以(yi)通(tong)(tong)過(guo)透鏡(jing)(jing)只能(neng)看到(dao)某(mou)種尺寸的(de)(de)(de)(de)物相（圖4-26-3（1））。另外，從普(pu)(pu)通(tong)(tong)光(guang)(guang)源(yuan)中發(fa)(fa)射出來(lai)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)含有很多(duo)波(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)不(bu)等的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)成份，當通(tong)(tong)過(guo)透鏡(jing)(jing)時(shi)，由于不(bu)同(tong)波(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)折(zhe)射率不(bu)同(tong)，所以(yi)不(bu)同(tong)波(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)焦(jiao)(jiao)點(dian)(dian)不(bu)在一(yi)個平面上（圖4-26-3（2））。只有激(ji)光(guang)(guang)才能(neng)輻射出幾(ji)乎是(shi)(shi)平行(xing)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)束(shu)，并(bing)且波(bo)(bo)(bo)(bo)長(chang)一(yi)致（單色性(xing)好），因(yin)(yin)此可(ke)(ke)以(yi)聚焦(jiao)(jiao)成為很小的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)點(dian)(dian)（圖4-26-3（3））。聚焦(jiao)(jiao)激(ji)光(guang)(guang)光(guang)(guang)束(shu)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量密度可(ke)(ke)以(yi)達(da)到(dao)很高的(de)(de)(de)(de)程度，這(zhe)種特點(dian)(dian)是(shi)(shi)臨床外科和(he)(he)細胞外科使用光(guang)(guang)刀的(de)(de)(de)(de)決定(ding)條(tiao)件。

圖4-26－3 普通光(guang)與激光(guang)聚焦效果的不同(tong)

（1）互為不平行(xing)的(de)光束，不能集(ji)中到一點上

（2）互為不同波長光束(shu)，不能(neng)集中到一點上(shang)

（3）嚴格平行的等波長(chang)光(guang)束，能集中到一點上

光(guang)點(dian)的直(zhi)徑是由透鏡的焦(jiao)距和光(guang)束的發(fa)(fa)散角所決定，如(ru)果我們知道焦(jiao)距的發(fa)(fa)散角的數值，就可以用下(xia)列(lie)公式計算(suan)光(guang)點(dian)的直(zhi)徑大(da)小。

上式中，f為(wei)透(tou)鏡(jing)的(de)焦距（m），d為(wei)光點(dian)的(de)直(zhi)徑（m），θ為(wei)光束(shu)的(de)發射(she)角（弧度）。例如，選擇焦距為(wei)5cm的(de)透(tou)鏡(jing)，光束(shu)發散(san)角為(wei)10－4弧度，求(qiu)光點(dian)直(zhi)徑。

根(gen)據上(shang)述(shu)公式從理論上(shang)推算：

實際，常常由于激光(guang)器的質量不好（單(dan)色性程度差(cha)），影響到光(guang)點(dian)的高度集中，達不到理論上的效果。

目前認為激光生物學作用的生物物理學基礎主要是(shi)光效應、電磁場效應、熱效應、壓力與沖擊波效應。

激(ji)光(guang)(guang)(guang)照射生物組(zu)織(zhi)所引起的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)效應(ying)(ying)(ying)中(zhong)主要決定于(yu)(yu)組(zu)織(zhi)對于(yu)(yu)不(bu)(bu)同(tong)波(bo)長(chang)激(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)透過系數（T）和吸(xi)收(shou)系數（A）。不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)及組(zu)織(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)物質對于(yu)(yu)不(bu)(bu)同(tong)波(bo)長(chang)的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)透過系數和吸(xi)收(shou)系數是不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)，對組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)效應(ying)(ying)(ying)大小由T與A的(de)(de)(de)(de)乘積決定。T·A的(de)(de)(de)(de)積愈大，則(ze)此種激(ji)光(guang)(guang)(guang)對該組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)效應(ying)(ying)(ying)也愈大，例如：用(yong)于(yu)(yu)視(shi)網膜凝固，波(bo)長(chang)為(wei)6943的(de)(de)(de)(de)紅寶石激(ji)光(guang)(guang)(guang)作用(yong)于(yu)(yu)視(shi)網膜時，T·A＝71％，這個數值比較大，故光(guang)(guang)(guang)凝固效果好，但對視(shi)網膜乃是波(bo)長(chang)為(wei)5750的(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)T與A的(de)(de)(de)(de)乘積最大，即(ji)光(guang)(guang)(guang)效應(ying)(ying)(ying)最佳(jia)。

組(zu)織吸收了激光(guang)的(de)量子(zi)(zi)之后(hou)可產(chan)生(sheng)(sheng)光(guang)化學反應(ying)、光(guang)電效應(ying)、電子(zi)(zi)躍遷、繼發其它波長的(de)輻射（如熒光(guang)）、熱能(neng)、自(zi)由基(ji)、細胞超微發光(guang)（生(sheng)(sheng)物化學發光(guang)，是自(zi)由基(ji)重新(xin)結合時釋放出來的(de)），可造成組(zu)織分解和電離，最終(zhong)影響受照射組(zu)織的(de)結構和功能(neng)，甚至導致損(sun)傷。

光(guang)(guang)(guang)化學反應(ying)在(zai)光(guang)(guang)(guang)效應(ying)中有重要的作用，普通光(guang)(guang)(guang)所(suo)引起的各(ge)種類(lei)型的光(guang)(guang)(guang)化學反應(ying)，激(ji)光(guang)(guang)(guang)也都可引起。

激(ji)(ji)光(guang)(guang)作(zuo)用(yong)于活組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)效(xiao)應大小，除激(ji)(ji)光(guang)(guang)本身(shen)的(de)(de)(de)各種性能(neng)外，組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)著色(se)(se)(se)(se)程度或稱(cheng)感光(guang)(guang)體（色(se)(se)(se)(se)素）的(de)(de)(de)類(lei)型起著重要的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)，互(hu)(hu)補色(se)(se)(se)(se)或近互(hu)(hu)補色(se)(se)(se)(se)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)效(xiao)果(guo)最明顯。不同(tong)顏色(se)(se)(se)(se)的(de)(de)(de)皮(pi)膚，不同(tong)顏色(se)(se)(se)(se)的(de)(de)(de)臟器或組(zu)織(zhi)結構對激(ji)(ji)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)吸(xi)收可有顯著差異。

在醫療和(he)基礎研究中(zhong)，為增強激光(guang)對(dui)組(zu)織的光(guang)效應，可(ke)采(cai)用(yong)(yong)局部染色法，并充分利用(yong)(yong)互補(bu)色作用(yong)(yong)最佳這一特點。另一方(fang)面，也可(ke)利用(yong)(yong)此(ci)法限制和(he)減少組(zu)織對(dui)激光(guang)的吸收。

激光(guang)傳(chuan)播(bo)的(de)頻率(lv)與(yu)組織分子等的(de)振動(dong)頻率(lv)相等或相近，就將增強其振動(dong)，這種分子振動(dong)即產生熱(re)的(de)機理(li)，故也稱熱(re)振動(dong)。在(zai)一定的(de)條(tiao)件下作用(yong)于組織的(de)激光(guang)能量多轉變為(wei)熱(re)能，故熱(re)效應是激光(guang)對組織作用(yong)的(de)重要因素。

分子(zi)熱運動波長主要(yao)表現(xian)在(zai)紅外線波段附(fu)近，因此二氧化碳激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器輸出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)紅外激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)對組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱作用甚強烈，一(yi)定(ding)類型和功率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)照(zhao)射生物組(zu)織(zhi)時，在(zai)幾毫秒(miao)內(nei)(nei)可產生200～1000℃以上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫，這是因為激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，特(te)別是聚焦激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)能(neng)夠在(zai)微(wei)細的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束內(nei)(nei)集中(zhong)極大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量，例(li)如：數(shu)(shu)十焦耳(er)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)紅寶石激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)或釹玻璃激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)聚焦于組(zu)織(zhi)微(wei)區(qu)，能(neng)在(zai)數(shu)(shu)毫秒(miao)內(nei)(nei)使該區(qu)產生數(shu)(shu)百度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫，以致(zhi)破(po)壞該部位的(de)(de)(de)(de)(de)(de)蛋(dan)白(bai)質，造成燒傷或氣化，而(er)數(shu)(shu)十焦耳(er)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)普通光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)是根本無(wu)此作用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

此外，還發(fa)現激光(guang)引(yin)(yin)起的(de)(de)升(sheng)溫(wen)，當停(ting)止照射后，其下降的(de)(de)速度比(bi)任何方式引(yin)(yin)起的(de)(de)升(sheng)溫(wen)下降速度慢，例如：數十焦耳(er)紅寶(bao)石或釹玻璃(li)脈沖激光(guang)引(yin)(yin)起的(de)(de)升(sheng)溫(wen)要下降到(dao)原正常(chang)溫(wen)度，約需(xu)數十分(fen)鐘。

當一束光輻射(she)到(dao)某一物(wu)體(ti)時，在物(wu)體(ti)上產生輻射(she)壓(ya)(ya)力，激光比普通光的(de)輻射(she)壓(ya)(ya)力強(qiang)的(de)多(duo)。若焦點處的(de)能量密度為108瓦(wa)/平(ping)(ping)(ping)方(fang)(fang)厘(li)米，其(qi)壓(ya)(ya)力為40克(ke)/平(ping)(ping)(ping)方(fang)(fang)厘(li)米；當激光束聚焦到(dao)0.2毫米以(yi)下(xia)的(de)光點時，壓(ya)(ya)力可達200克(ke)/平(ping)(ping)(ping)方(fang)(fang)厘(li)米；用107瓦(wa)巨脈沖紅寶石激光照射(she)人體(ti)或動(dong)物(wu)的(de)皮膚標(biao)本時，產生的(de)壓(ya)(ya)力實際測定為175.8公斤/平(ping)(ping)(ping)方(fang)(fang)厘(li)米。

當(dang)激(ji)光束照射活(huo)組(zu)(zu)織(zhi)時，由于單位面(mian)積上的(de)壓(ya)(ya)力(li)很大，故活(huo)體組(zu)(zu)織(zhi)表(biao)面(mian)的(de)壓(ya)(ya)力(li)傳入到(dao)組(zu)(zu)織(zhi)內部，即組(zu)(zu)織(zhi)上輻射的(de)部分激(ji)光的(de)能(neng)量(liang)變(bian)為機械(xie)壓(ya)(ya)縮波(bo)(bo)，出(chu)現壓(ya)(ya)力(li)梯度(du)。如果激(ji)光束壓(ya)(ya)力(li)大到(dao)能(neng)使(shi)照射的(de)組(zu)(zu)織(zhi)表(biao)面(mian)粒(li)(li)子蒸(zheng)發的(de)程(cheng)度(du)，則(ze)噴出(chu)活(huo)組(zu)(zu)織(zhi)粒(li)(li)子，并導致同噴出(chu)的(de)粒(li)(li)子運(yun)動方向相反的(de)機械(xie)脈(mo)沖(chong)波(bo)(bo)（反沖(chong)擊(ji)）——沖(chong)擊(ji)波(bo)(bo)出(chu)現，這種沖(chong)擊(ji)波(bo)(bo)可(ke)使(shi)活(huo)組(zu)(zu)織(zhi)逐(zhu)層噴出(chu)不同數量(liang)的(de)粒(li)(li)子，最后形成圓錐(zhui)形“火(huo)山口”狀的(de)空陷。

除上(shang)述由(you)于(yu)強大的(de)(de)輻射壓(ya)引起(qi)的(de)(de)反沖擊壓(ya)而形(xing)(xing)成的(de)(de)沖擊波外(wai)，組(zu)織的(de)(de)熱(re)膨(peng)脹也可能產生沖擊波。由(you)于(yu)在(zai)短(duan)時間內(nei)（毫秒或更短(duan)）溫度急劇上(shang)升(sheng)，瞬間釋放出來(lai)的(de)(de)熱(re)來(lai)不及擴散，因而產生加速的(de)(de)體熱(re)膨(peng)脹，例(li)如：用60焦耳的(de)(de)紅(hong)寶(bao)石激光照射小鼠(shu)腹壁(bi)，在(zai)幾毫秒內(nei)腹壁(bi)形(xing)(xing)成半圓形(xing)(xing)突(tu)起(qi)，此即被照射的(de)(de)皮下(xia)組(zu)織處產生了爆炸性的(de)(de)體熱(re)膨(peng)脹。

因體熱膨脹而(er)在組織內(nei)形(xing)成的壓(ya)(ya)力以(yi)及反(fan)沖(chong)壓(ya)(ya)，都可產生彈性波向其(qi)它部位傳播(bo)，最初是形(xing)成超聲波，逐漸因減(jian)速而(er)變為(wei)聲波，進而(er)變為(wei)亞聲波形(xing)式(shi)的機械波，最后停止(zhi)傳播(bo)。

在組織的微腔液(ye)體層內(nei)，因超聲波聽(ting)傳(chuan)播(bo)同時可出現(xian)空(kong)穴現(xian)象，因空(kong)穴的積聚可造(zao)成明顯的組織塌陷現(xian)象，有時又可產生數值較大的壓縮沖擊波，這(zhe)一系列的反(fan)應均可造(zao)成損傷(shang)。

彈性波(bo)對組織的影響可(ke)遠離受(shou)照(zhao)射的部(bu)位(wei)，例如：用極微弱的紅(hong)寶石激光照(zhao)射人和動物的眼(yan)部(bu)時，在頭(tou)皮層(ceng)均可(ke)記錄(lu)到聲波(bo)和超聲波(bo)。

在強(qiang)激光(guang)束造成的極強(qiang)的電(dian)場中(zhong)，組織(zhi)的電(dian)致(zhi)伸(shen)縮現象也(ye)可產生沖擊波和其它彈(dan)性(xing)波。

在(zai)一(yi)般(ban)強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)作(zuo)(zuo)用(yong)下，電(dian)磁(ci)(ci)場(chang)效(xiao)應(ying)不明顯(xian)；只(zhi)有(you)(you)當激(ji)(ji)光(guang)強(qiang)度(du)級大(da)時(shi)，電(dian)磁(ci)(ci)場(chang)效(xiao)應(ying)才較明顯(xian)。將激(ji)(ji)光(guang)聚焦(jiao)后，焦(jiao)點(dian)上的(de)(de)(de)光(guang)能(neng)量(liang)(liang)密度(du)達106瓦/平方(fang)厘(li)米時(shi)，相當于105伏/平方(fang)厘(li)米的(de)(de)(de)電(dian)場(chang)強(qiang)度(du)。電(dian)磁(ci)(ci)場(chang)效(xiao)應(ying)可(ke)引起或(huo)改變生(sheng)物組(zu)(zu)織分(fen)子(zi)及原子(zi)的(de)(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)化(hua)運(yun)動，可(ke)使(shi)體內的(de)(de)(de)原子(zi)、分(fen)子(zi)、分(fen)子(zi)集團等產生(sheng)激(ji)(ji)勵(li)、振(zhen)蕩、熱效(xiao)應(ying)、電(dian)離，對生(sheng)化(hua)反應(ying)有(you)(you)催化(hua)作(zuo)(zuo)用(yong)，生(sheng)成(cheng)自由基，破壞細胞(bao)，改變組(zu)(zu)織的(de)(de)(de)電(dian)化(hua)學特性(xing)等；激(ji)(ji)光(guang)照(zhao)(zhao)射后究竟(jing)引起哪(na)一(yi)種或(huo)哪(na)幾種反應(ying)，與其頻率和劑(ji)量(liang)(liang)有(you)(you)重要的(de)(de)(de)關系，例(li)如：電(dian)場(chang)強(qiang)度(du)只(zhi)有(you)(you)高到1010伏/厘(li)米以(yi)上時(shi)，才能(neng)形成(cheng)自由基。激(ji)(ji)光(guang)照(zhao)(zhao)射腫(zhong)瘤時(shi)，只(zhi)是直接照(zhao)(zhao)射一(yi)部(bu)分(fen)組(zu)(zu)織，但對全部(bu)腫(zhong)瘤可(ke)有(you)(you)良好的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)，其中可(ke)能(neng)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)機理之一(yi)，有(you)(you)人(ren)認為就(jiu)是電(dian)磁(ci)(ci)場(chang)作(zuo)(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)結果(guo)。

激光(guang)與其它各種物理因(yin)子對(dui)組織器官機(ji)體(ti)的基本(ben)作用(yong)(yong)規(gui)律(lv)是(shi)相同的，即小劑(ji)量作用(yong)(yong)時具有刺激（加強）作用(yong)(yong)和(he)調節作用(yong)(yong)。原則(ze)上不論使(shi)用(yong)(yong)哪一種激光(guang)均符合這(zhe)一概念。以小功率激光(guang)為例(li)介(jie)紹如(ru)下：

小功率(lv)的(de)激(ji)光(guang)照射(she)具有明顯的(de)生(sheng)物刺激(ji)作(zuo)用(yong)(yong)和調節(jie)作(zuo)用(yong)(yong)。目前認為：小功率(lv)的(de)激(ji)光(guang)照射(she)的(de)治療作(zuo)用(yong)(yong)基礎不是(shi)溫(wen)熱效應，而是(shi)光(guang)的(de)生(sheng)物化學反應。

小功(gong)率的激光照射(she)皮膚時，在(zai)光生物化(hua)學反(fan)應(ying)的基礎(chu)上(shang)，可(ke)影響細胞膜的通(tong)透性，影響組織(zhi)中(zhong)一些酶(mei)的活性，如激化(hua)過氧化(hua)氫酶(mei)，進而可(ke)調節(jie)或(huo)增強(qiang)代(dai)謝，可(ke)加(jia)強(qiang)組織(zhi)細胞中(zhong)核糖核酸(suan)的合成(cheng)和活性，加(jia)強(qiang)蛋(dan)白質的合成(cheng)；可(ke)使(shi)被照射(she)的部位(wei)中(zhong)糖原含(han)量繒加(jia)；可(ke)使(shi)肝細胞線粒(li)體合成(cheng)三磷(lin)酸(suan)腺苷(gan)（ATP）的功(gong)能(neng)增強(qiang)。

小功(gong)率的激光照射具有(you)消炎、鎮痛(tong)、脫(tuo)敏、止癢(yang)、收(shou)斂(lian)、消腫(zhong)、促進(jin)肉芽生(sheng)長、加(jia)速傷口、潰瘍(yang)、燒傷的愈(yu)合等作用。

小(xiao)功率的(de)激光照(zhao)射可使成(cheng)纖維細胞的(de)數目增加，因而增加膠原的(de)形成(cheng)，可加快(kuai)血(xue)管(guan)的(de)新生(sheng)和新生(sheng)細胞的(de)繁殖過程(cheng)(cheng)，基于其對代(dai)謝和組織修復過程(cheng)(cheng)的(de)良好影響，可促進傷(shang)口愈合，加快(kuai)再(zai)植皮瓣生(sheng)長(chang)，促進斷離(li)神經再(zai)生(sheng)，加速管(guan)狀骨(gu)骨(gu)折愈合，促進毛發生(sheng)長(chang)等。

小功率的(de)激光照射(she)不能直接殺滅細(xi)菌，但可(ke)(ke)(ke)加強(qiang)機體(ti)的(de)細(xi)胞和體(ti)液免(mian)疫機能，如可(ke)(ke)(ke)加強(qiang)白細(xi)胞的(de)吞噬功能，可(ke)(ke)(ke)使(shi)吞噬細(xi)胞增加或(huo)增強(qiang)巨噬細(xi)胞的(de)活性，可(ke)(ke)(ke)使(shi)γ－球蛋白及補體(ti)滴度增加；此(ci)外，微生(sheng)物(wu)檢(jian)查發現：激光照射(she)可(ke)(ke)(ke)改變傷口部葡萄球菌對(dui)抗菌素的(de)敏感性。

小功率的(de)激(ji)光(guang)照射可影(ying)響(xiang)內(nei)分泌腺(xian)(xian)的(de)功能，如(ru)加強甲狀(zhuang)腺(xian)(xian)、腎上(shang)腺(xian)(xian)等的(de)功能，因(yin)而可調節整個體內(nei)的(de)代謝(xie)過程；此外(wai)，并可引起周圍血液(ye)和凝血系(xi)列(lie)的(de)改變，其基本(ben)規律是具有(you)調節作用。

小(xiao)功率激(ji)光照(zhao)(zhao)射(she)可(ke)改善(shan)全身(shen)狀(zhuang)況，調(diao)節(jie)(jie)一些系統和(he)器官的(de)功能。用(yong)小(xiao)功率的(de)激(ji)光照(zhao)(zhao)射(she)咽峽粘膜或(huo)皮(pi)膚潰瘍面，神經(jing)節(jie)(jie)段部位(wei)，交感神經(jing)節(jie)(jie)、穴位(wei)等不同(tong)部位(wei)，與某些局(ju)部癥狀(zhuang)改善(shan)的(de)同(tong)時，可(ke)出現(xian)全身(shen)癥狀(zhuang)的(de)改善(shan)，如(ru)精神好轉、全身(shen)乏(fa)力減輕(qing)、食欲增加、原血(xue)(xue)沉(chen)加快者于照(zhao)(zhao)后血(xue)(xue)沉(chen)減慢等。據報導：高血(xue)(xue)壓患者經(jing)小(xiao)功率激(ji)光照(zhao)(zhao)射(she)治療后，不僅可(ke)使血(xue)(xue)壓降低(di)，一療程照(zhao)(zhao)射(she)后還可(ke)使血(xue)(xue)液的(de)凝(ning)固性(xing)降低(di)，使血(xue)(xue)清中(zhong)總蛋(dan)白的(de)含量升(sheng)高，血(xue)(xue)漿及紅細(xi)胞內鉀的(de)含量升(sheng)高。此外(wai)，據動物實驗：用(yong)1.5mw的(de)激(ji)光照(zhao)(zhao)射(she)兔(tu)或(huo)狗的(de)皮(pi)膚，對全身(shen)代謝有(you)刺激(ji)作用(yong)；用(yong)1～1.5mw的(de)激(ji)光照(zhao)(zhao)射(she)兔(tu)眼，可(ke)引(yin)起全身(shen)性(xing)的(de)血(xue)(xue)液動力學變(bian)化。

小劑量激(ji)(ji)光多次(ci)照射(she)(she)過(guo)程中(zhong)可有累積效(xiao)應，在(zai)臨床工(gong)作中(zhong)我(wo)們體會到(dao)：在(zai)激(ji)(ji)光照射(she)(she)的(de)(de)前兩次(ci)往(wang)往(wang)不(bu)出現效(xiao)果，而在(zai)三(san)、四次(ci)照射(she)(she)后即可出現療效(xiao)，因此要呈現激(ji)(ji)光照射(she)(she)的(de)(de)療效(xiao)，需經(jing)過(guo)一(yi)定作用(yong)的(de)(de)累積過(guo)程。當然(ran)，也有一(yi)次(ci)照射(she)(she)后即出現療效(xiao)的(de)(de)情(qing)況(kuang)，但(dan)這往(wang)往(wang)是局部癥狀的(de)(de)改善。

小(xiao)功(gong)(gong)率(lv)的(de)激光(guang)多次(ci)照射(she)的(de)生物學作用(yong)(yong)和治療作用(yong)(yong)具有拋物線特(te)性，即在照射(she)劑量不變的(de)條件(jian)下，機體的(de)反應(ying)從第(di)3～4天起逐漸增強，至(zhi)第(di)10～17天達到最大的(de)限度(du)，此(ci)后，作用(yong)(yong)效果逐漸減(jian)弱，若(ruo)繼續照射(she)下去(qu)，到一(yi)定的(de)次(ci)數后可出(chu)現抑制作用(yong)(yong)。根據上述的(de)基本規律，我們(men)認(ren)為，小(xiao)功(gong)(gong)率(lv)的(de)激光(guang)照射(she)同一(yi)部(bu)位(wei)的(de)次(ci)數，在一(yi)般情況下不宜超過(guo)12～15次(ci)，如需作第(di)二療程照射(she)，則(ze)兩療程應(ying)有兩周左右(you)的(de)間距。

對(dui)于小功率的(de)(de)激光的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)學作用(yong)機理(li)，有人用(yong)А.Гурвич所(suo)提(ti)出(chu)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)場的(de)(de)理(li)論(lun)來解釋，即機體的(de)(de)各項組織與器官之(zhi)間除(chu)了神(shen)經控制和體液調節，還包含有復雜的(de)(de)能(neng)量(liang)關(guan)系(xi)，細胞和組織被生(sheng)物(wu)(wu)場所(suo)包圍，各種內外環境的(de)(de)不利因(yin)素可以(yi)破(po)壞這種能(neng)量(liang)關(guan)系(xi)，導致病(bing)理(li)過程的(de)(de)產生(sheng)和發(fa)展(zhan)。在(zai)1923的(de)(de)Гурвич的(de)(de)實驗研究(jiu)發(fa)現：細胞絲(si)狀分裂期所(suo)輻射的(de)(de)極微弱的(de)(de)紫外線（現今可以(yi)用(yong)光子計數器記(ji)錄(lu)下來），可以(yi)刺激其它細胞的(de)(de)分裂，并認為這就是生(sheng)物(wu)(wu)場存在(zai)的(de)(de)一個證明。西方學者的(de)(de)研究(jiu)也證實了這一點。

1973年蘇(su)聯學者在(zai)實(shi)驗中(zhong)發現“鏡(jing)映細胞病理(li)效應”，其要點(dian)是一(yi)(yi)個(ge)組(zu)織培養(yang)物(wu)(wu)的細胞在(zai)損傷和死亡(wang)時，與它(ta)同隔著一(yi)(yi)片(pian)石英的另一(yi)(yi)組(zu)織培養(yang)物(wu)(wu)里也發生了相(xiang)應的損傷癥狀，從而生物(wu)(wu)場的理(li)論又得(de)到(dao)了一(yi)(yi)個(ge)新的論據。

在(zai)七十年代(dai)，有的(de)學者以生(sheng)(sheng)物場概念為基(ji)礎，又進一步(bu)提出：由于生(sheng)(sheng)物結(jie)構(gou)帶(dai)(dai)有半導(dao)體(ti)(ti)的(de)特性（特別是細胞內(nei)的(de)膜(mo)），把機體(ti)(ti)可看(kan)成(cheng)是一個巨大的(de)晶體(ti)(ti)，有錯綜地組(zu)成(cheng)的(de)傳導(dao)帶(dai)(dai)。由于在(zai)膜(mo)的(de)傳導(dao)帶(dai)(dai)里的(de)代(dai)謝過程，保(bao)(bao)持著確定的(de)自由電(dian)荷密度(du)（生(sheng)(sheng)物等離子體(ti)(ti)）；在(zai)各種不利的(de)內(nei)、外環境因(yin)素(su)的(de)影響下，生(sheng)(sheng)物等離子體(ti)(ti)的(de)內(nei)穩態被擾亂，因(yin)而引起(qi)病理過程的(de)發展。若(ruo)激(ji)光的(de)能量(liang)(liang)(liang)(liang)參(can)數(shu)比較接近于代(dai)謝過程的(de)能量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)頻(pin)率(lv)，當激(ji)光照(zhao)射,通過共振作(zuo)用(yong)可使生(sheng)(sheng)物等離子體(ti)(ti)恢(hui)復(fu)穩定，保(bao)(bao)持正(zheng)常(chang)的(de)能量(liang)(liang)(liang)(liang)級；氦(hai)氖激(ji)光的(de)能量(liang)(liang)(liang)(liang)參(can)數(shu)——波長6328，量(liang)(liang)(liang)(liang)子能量(liang)(liang)(liang)(liang)1.9電(dian)子伏特，接近物體(ti)(ti)的(de)能量(liang)(liang)(liang)(liang)參(can)數(shu)，當照(zhao)射機體(ti)(ti)時，在(zai)傳導(dao)帶(dai)(dai)里發生(sheng)(sheng)量(liang)(liang)(liang)(liang)子移動，隨著機體(ti)(ti)的(de)能量(liang)(liang)(liang)(liang)平衡(heng)的(de)改變(bian)，能促使恢(hui)復(fu)正(zheng)常(chang)生(sheng)(sheng)理狀態。

小功率的(de)激(ji)光照射穴(xue)位時，通(tong)過對經絡的(de)影響，改(gai)善臟腑功能(neng)，從(cong)而起到(dao)治療作用(yong)。在(zai)臨床應用(yong)中我們體會到(dao)：激(ji)光穴(xue)位照射的(de)效果如何，關(guan)鍵是在(zai)醫學理論(lun)(lun)觀點指導(dao)下，辯證論(lun)(lun)治，選(xuan)經取穴(xue)的(de)水(shui)平和經驗，處理得(de)當者，全身狀況(kuang)、臟腑征(zheng)象、舌(she)象脈象等均可效明顯的(de)好轉。

激(ji)光(guang)手(shou)術(shu)(shu)是用(yong)(yong)(yong)一束細而準直的(de)大(da)能量激(ji)光(guang)束，經(jing)聚焦(jiao)后(hou)，利用(yong)(yong)(yong)焦(jiao)點的(de)高(gao)(gao)能、高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)壓作用(yong)(yong)(yong)和(he)燒灼作用(yong)(yong)(yong)，對(dui)病變組(zu)織進(jin)行(xing)切(qie)割、凝固、融合、氣化。實(shi)驗確定，切(qie)割人體組(zu)織所需的(de)功率(lv)密度為(wei)103～105瓦/平(ping)方厘米。激(ji)光(guang)器所輸出(chu)的(de)光(guang)束的(de)焦(jiao)點功率(lv)密度達到(dao)上(shang)述要求，其光(guang)能幾乎完全被(bei)大(da)部分生物(wu)組(zu)織吸收到(dao)表層200μ內，因此易于(yu)控制切(qie)割深(shen)度，不僅用(yong)(yong)(yong)于(yu)體表病變的(de)手(shou)術(shu)(shu)切(qie)割，而且70年(nian)代在蘇聯和(he)西德先后(hou)用(yong)(yong)(yong)以給病人做(zuo)了心臟手(shou)術(shu)(shu)，在捷克用(yong)(yong)(yong)以成功地做(zuo)了心血(xue)管外科的(de)動物(wu)實(shi)驗和(he)手(shou)術(shu)(shu)，76年(nian)在澳大(da)利亞用(yong)(yong)(yong)以成功地切(qie)除了大(da)腦腫瘤。新(xin)近利用(yong)(yong)(yong)激(ji)光(guang)導管對(dui)冠狀動脈或肢(zhi)體血(xue)管斑塊、血(xue)栓(shuan)阻塞患者進(jin)行(xing)血(xue)管再通術(shu)(shu)獲得成功。

激光手術的(de)優點(dian)和經驗如下：

1.只要(yao)功率掌握適(shi)當，軟硬組織(zhi)均(jun)可切割(ge)，在一般情況下使用時(shi)。動物(wu)實驗結(jie)果表(biao)明(ming)：80～100瓦切割(ge)后可一期(qi)愈合，病理切片檢(jian)查結(jie)果損(sun)傷(shang)較輕；

2.出血量少，可在切面形成一層均(jun)勻的(de)、粘合性(xing)良好的(de)干(gan)性(xing)凝(ning)固區，因此對于直(zhi)徑(jing)1毫米以內的(de)動(dong)脈，和(he)直(zhi)徑(jing)2mm以內的(de)靜(jing)脈有封閉作用(yong)；適用(yong)于切割血管豐富(fu)的(de)實質性(xing)器官，易于出血的(de)或年老體弱的(de)患者；清除燒傷創(chuang)面的(de)焦痂，可使(shi)其氣化而(er)無出血；

3.高能的激光束有直接殺死(si)細菌的作用，故術(shu)后感染(ran)(ran)率顯著降(jiang)低(di)；可(ke)用于(yu)切除壞死(si)組織(zhi)、疤痕組織(zhi)，甚至死(si)骨等；感染(ran)(ran)的創面術(shu)前無需(xu)準(zhun)備即可(ke)手術(shu)；

4.皮下注射生理鹽(yan)水(shui)造成人為的(de)水(shui)腫(zhong)，可減少組織損傷(shang)，因為水(shui)分對紅外波長激光吸收性好，可防止熱量迅速向(xiang)周圍傳播，可減輕(qing)切面兩側(ce)組織的(de)損傷(shang)；

5.激光切(qie)割時(shi)術者的熟練程度甚為重(zhong)(zhong)要，因為切(qie)面的深淺、組織損(sun)傷的輕重(zhong)(zhong)均與激光光斑停留的時(shi)間有(you)關，時(shi)間長則組織損(sun)傷大，時(shi)間短則切(qie)割深度不(bu)夠；

6.激光切割術疼痛(tong)較輕(qing)，甚至(zhi)不痛(tong)，因為(wei)手術區的神經被熱凝(ning)固；術后形成的疤痕也較柔(rou)軟。

激(ji)(ji)光(guang)治癌主要是(shi)(shi)基于其生(sheng)物(wu)物(wu)理學方面的特(te)殊作(zuo)(zuo)用(yong)，即激(ji)(ji)光(guang)的高(gao)熱(re)作(zuo)(zuo)用(yong)可(ke)使(shi)被照射(she)(she)部位的溫度升至500℃，當溫度升至300℃時(shi)(shi)(shi)，腫瘤(liu)即被破壞，激(ji)(ji)光(guang)照射(she)(she)后(hou)(hou)(hou)的1分鐘(zhong)內可(ke)保持45～50℃的溫度，繼(ji)續對腫瘤(liu)起作(zuo)(zuo)用(yong)；激(ji)(ji)光(guang)的強光(guang)壓(ya)作(zuo)(zuo)用(yong)（機械能作(zuo)(zuo)用(yong)）可(ke)使(shi)腫瘤(liu)表面組(zu)織(zhi)揮發(fa)，使(shi)腫瘤(liu)組(zu)織(zhi)腫脹、撕裂、萎(wei)縮，并可(ke)產生(sheng)二次壓(ya)力作(zuo)(zuo)用(yong)。激(ji)(ji)光(guang)治癌可(ke)能與其對免疫功能的影響有(you)關(guan)；激(ji)(ji)光(guang)可(ke)使(shi)癌細胞(bao)膜(mo)變形(xing)，故可(ke)能將整個(ge)腫瘤(liu)作(zuo)(zuo)為一個(ge)導體(ti)(ti)來標志(zhi)，從而引起免疫反應，這種理論的證據(ju)是(shi)(shi)：激(ji)(ji)光(guang)治療惡性眼黑(hei)色(se)素(su)(su)瘤(liu)時(shi)(shi)(shi)，三周后(hou)(hou)(hou)才觀(guan)察到明顯的好轉，三周就是(shi)(shi)抗(kang)(kang)原抗(kang)(kang)體(ti)(ti)反應所需要的時(shi)(shi)(shi)間(jian)。釹(nv)玻璃激(ji)(ji)光(guang)（1000～2000焦耳(er)/平方厘(li)米）照射(she)(she)小白鼠(shu)的黑(hei)色(se)素(su)(su)瘤(liu)，34小時(shi)(shi)(shi)后(hou)(hou)(hou)血清(qing)噬菌活性升高(gao)，14天后(hou)(hou)(hou)血清(qing)中(zhong)白蛋白減少，α—和γ—球蛋白增加；同(tong)時(shi)(shi)(shi)受照射(she)(she)動物(wu)脾內與形(xing)成(cheng)抗(kang)(kang)體(ti)(ti)有(you)關(guan)的細胞(bao)的數量顯著增加（達7％）黑(hei)色(se)素(su)(su)瘤(liu)動物(wu)是(shi)(shi)3％，正常動物(wu)是(shi)(shi)0.5％)，同(tong)時(shi)(shi)(shi)血清(qing)中(zhong)出(chu)現正常動物(wu)或未(wei)經照射(she)(she)的患(huan)癌動物(wu)血清(qing)中(zhong)所沒有(you)的抗(kang)(kang)腫瘤(liu)抗(kang)(kang)體(ti)(ti)。

輸(shu)出量(liang)為20焦耳的(de)(de)激光(guang)照射(she)(she)小白鼠的(de)(de)黑(hei)色(se)素瘤后(hou)(hou)(hou)，取受照射(she)(she)部位附(fu)近1～1.5毫米的(de)(de)腫瘤組織，電子顯(xian)微(wei)鏡檢查發現：細(xi)(xi)胞的(de)(de)核和(he)核仁似(si)無改變(bian)；內(nei)質網、高爾基復合體(ti)和(he)線粒體(ti)腫脹或發生空泡。輸(shu)出能量(liang)為200焦耳的(de)(de)激光(guang)照射(she)(she)小白鼠的(de)(de)黑(hei)色(se)素瘤后(hou)(hou)(hou)，用顯(xian)微(wei)分光(guang)光(guang)度法測定DNA含量(liang)的(de)(de)結果表明：在照后(hou)(hou)(hou)1小時細(xi)(xi)胞核內(nei)DNA含量(liang)增(zeng)加(jia)，以后(hou)(hou)(hou)逐漸下降，至(zhi)5～6天(tian)時，細(xi)(xi)胞核完全溶(rong)解。

近年激(ji)光(guang)(guang)與(yu)光(guang)(guang)敏藥物(wu)綜合應用(yong)診治腫瘤有了顯著(zhu)發展(zhan)，當前使用(yong)的(de)光(guang)(guang)敏藥物(wu)主(zhu)要為血卟啉衍生物(wu)（HPD），使用(yong)的(de)激(ji)光(guang)(guang)主(zhu)要是以(yi)氬激(ji)光(guang)(guang)為泵浦的(de)有機染料激(ji)光(guang)(guang)（紅光(guang)(guang)），氬激(ji)光(guang)(guang)，氪(ke)激(ji)光(guang)(guang)，結(jie)合內窺鏡和(he)光(guang)(guang)導纖維等技(ji)術，用(yong)以(yi)診治腔(qiang)內及(ji)體(ti)表的(de)癌癥。

由于(yu)有些激光(guang)可以通過(guo)光(guang)導纖維傳輸，激光(guang)的(de)(de)能量(liang)可以通過(guo)各種內(nei)(nei)窺鏡(jing)，包括血管(guan)(guan)鏡(jing)或(huo)導管(guan)(guan)進入血管(guan)(guan)內(nei)(nei)治(zhi)療各種疾(ji)病。低能量(liang)的(de)(de)激光(guang)血管(guan)(guan)內(nei)(nei)照射血液其有抗缺氧、抗脂質過(guo)氧化(hua)、改善血液流變學性質和微循環障礙，增強免疫等功能。

在(zai)心(xin)(xin)(xin)(xin)臟(zang)及(ji)血(xue)(xue)管方面(mian)，激(ji)光治(zhi)療(liao)(liao)(liao)周(zhou)圍血(xue)(xue)管、冠(guan)狀(zhuang)動(dong)脈(mo)，以(yi)至頸動(dong)脈(mo)等(deng)(deng)的血(xue)(xue)栓、動(dong)脈(mo)粥樣斑塊等(deng)(deng)，此外(wai)治(zhi)療(liao)(liao)(liao)糖尿病、心(xin)(xin)(xin)(xin)肌(ji)炎、肺炎及(ji)急性胰腺炎等(deng)(deng)均有報(bao)道。激(ji)光可作心(xin)(xin)(xin)(xin)臟(zang)節律點的消隔而治(zhi)療(liao)(liao)(liao)難治(zhi)、危重的心(xin)(xin)(xin)(xin)律失常；心(xin)(xin)(xin)(xin)瓣膜粘(zhan)連的治(zhi)療(liao)(liao)(liao)，房間隔造孔矯治(zhi)先(xian)天(tian)性心(xin)(xin)(xin)(xin)臟(zang)病治(zhi)療(liao)(liao)(liao)等(deng)(deng)。激(ji)光心(xin)(xin)(xin)(xin)肌(ji)打孔，則是用激(ji)光從(cong)心(xin)(xin)(xin)(xin)包面(mian)向心(xin)(xin)(xin)(xin)內膜面(mian)擊(ji)穿許(xu)多微孔，使心(xin)(xin)(xin)(xin)腔與(yu)心(xin)(xin)(xin)(xin)壁肌(ji)肉(rou)間有微血(xue)(xue)竇相能，因而能直接改善(shan)心(xin)(xin)(xin)(xin)肌(ji)供血(xue)(xue)，此法(fa)很(hen)有實際(ji)意(yi)義。激(ji)光血(xue)(xue)管吻合則使得血(xue)(xue)管吻合比以(yi)前快(kuai)速、可靠，在(zai)許(xu)多外(wai)科手術中(zhong)有著(zhu)很(hen)大的潛在(zai)意(yi)義。

激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)在皮(pi)膚、外科方面的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)最早、最廣，自不用(yong)(yong)(yong)贅述(shu)。近幾年的(de)(de)發展，接(jie)觸(chu)式激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)，使激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)在外科的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)更快捷(jie)方便(bian)。根據接(jie)觸(chu)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)創(chuang)始人Joffe報(bao)(bao)(bao)告，最近又有(you)(you)新(xin)一(yi)代的(de)(de)接(jie)觸(chu)式激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)研制成(cheng)功(gong)(gong)，利用(yong)(yong)(yong)腹腔鏡、內(nei)窺鏡，激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)可(ke)以(yi)作(zuo)(zuo)膽(dan)囊切(qie)開(kai)術(shu)(shu)，迷走神經切(qie)除(chu)術(shu)(shu)、幽門肌切(qie)開(kai)術(shu)(shu)等等，激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)膽(dan)道吻(wen)合術(shu)(shu)、激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)大腸吻(wen)合術(shu)(shu)以(yi)及輸精(jing)管吻(wen)合術(shu)(shu)。開(kai)腹手(shou)術(shu)(shu)中利用(yong)(yong)(yong)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)熱止血效應，對肝(gan)癌(ai)等容易出血的(de)(de)肝(gan)組織作(zuo)(zuo)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)切(qie)除(chu)與(yu)消(xiao)融(rong)等等的(de)(de)研究報(bao)(bao)(bao)告亦很多(duo)。對于(yu)骨(gu)的(de)(de)手(shou)術(shu)(shu)，有(you)(you)人報(bao)(bao)(bao)告用(yong)(yong)(yong)Er:YAG或Ho:YAG作(zuo)(zuo)消(xiao)融(rong)術(shu)(shu)，亦有(you)(you)人報(bao)(bao)(bao)告用(yong)(yong)(yong)自由電子激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)（2.9μm與(yu)3.1μm）作(zuo)(zuo)骨(gu)的(de)(de)切(qie)除(chu)。利用(yong)(yong)(yong)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)止血功(gong)(gong)能，有(you)(you)人報(bao)(bao)(bao)告在完全抗凝(ning)情(qing)況下的(de)(de)病人作(zuo)(zuo)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)手(shou)術(shu)(shu)取得(de)成(cheng)功(gong)(gong)，為(wei)抗凝(ning)不能手(shou)術(shu)(shu)而又必須手(shou)術(shu)(shu)搶(qiang)救者提(ti)供了一(yi)條生路(lu)。

用(yong)激(ji)光治(zhi)療腦(nao)(nao)及脊髓(sui)腫(zhong)瘤的(de)(de)(de)報告(gao)很多。以(yi)(yi)激(ji)光照射(she)腦(nao)(nao)組織對損傷(shang)區超(chao)微結亦做出(chu)了較好的(de)(de)(de)研究結果。這(zhe)項治(zhi)療主要(yao)是利用(yong)激(ji)光熱作(zuo)用(yong)氣化腫(zhong)瘤，比手術刀切除(chu)腦(nao)(nao)組織方便、出(chu)血少。近又有人(ren)報告(gao)在核磁共振控制下(xia)以(yi)(yi)Nd:YAG激(ji)光按立(li)體排列方式作(zuo)組織間熱治(zhi)療腦(nao)(nao)腫(zhong)瘤（Stereotacticalinterstital thermo-therapy），這(zhe)是一種新的(de)(de)(de)嘗試。PDT治(zhi)療腦(nao)(nao)瘤或(huo)以(yi)(yi)PDT作(zuo)腦(nao)(nao)瘤手術后照射(she)以(yi)(yi)防止(zhi)癌(ai)灶的(de)(de)(de)遺留復發(fa)都已(yi)有了一定的(de)(de)(de)經驗。目前以(yi)(yi)較低功率激(ji)光的(de)(de)(de)熱作(zuo)用(yong)神經的(de)(de)(de)吻合正在許多單位中進(jin)行(xing)研究，一旦成(cheng)功又能解除(chu)很多人(ren)的(de)(de)(de)痛(tong)苦(ku)。

激(ji)光神(shen)經(jing)吻(wen)合(he)術：采(cai)用(yong)低中(zhong)功率(lv)聚焦后微(wei)束激(ji)光在神(shen)經(jing)斷面對(dui)接良(liang)好(hao)的情況下進行。對(dui)神(shen)經(jing)再生具(ju)有對(dui)位好(hao)，恢(hui)復快不產生吻(wen)合(he)處神(shen)經(jing)纖維瘤等特點。

CO2激(ji)光(guang)、Nd:YAG激(ji)光(guang)及(ji)PDT治療外陰及(ji)宮頸(jing)病(bing)變(bian)診(zhen)斷早期癌變(bian)已是眾(zhong)所周知。在(zai)腹腔鏡的直接觀察下，用(yong)CO2激(ji)光(guang)或Nd:YAG激(ji)光(guang)作(zuo)卵巢囊(nang)腫、腫瘤(liu)(liu)、子(zi)宮內膜異位、子(zi)宮肌瘤(liu)(liu)的切除(chu)及(ji)輸卵管(guan)吻合，輸卵管(guan)粘連(lian)的解除(chu)等手術(shu)(shu)以取代常規的剖(pou)腹手術(shu)(shu)，這類手術(shu)(shu)簡便、經濟、痛苦少。

1. 原光束(shu)照(zhao)射　可用于照(zhao)射病變(bian)局部、體(ti)穴、耳穴、植物神經節段部位、交感(gan)神經節、體(ti)表(biao)或頭皮感(gan)應(ying)區等。

2. 原光束或聚焦燒灼　可使被(bei)照射的病變組織凝固(gu)、碳化(hua)、氣化(hua)。

3. 聚焦(jiao)切(qie)割（即激光(guang)刀）用于手術切(qie)割。

4. 散焦照射　用于照射面(mian)積(ji)較大的(de)病(bing)變部位(wei)。

為使激(ji)光聚焦(jiao)(jiao)或散焦(jiao)(jiao)常用鍺透鏡(jing)，激(ji)光束通過(guo)鍺透鏡(jing)后(hou)即聚焦(jiao)(jiao)，離開焦(jiao)(jiao)點后(hou)擴散呈離焦(jiao)(jiao)效應，距焦(jiao)(jiao)點愈(yu)遠，激(ji)光的功率(lv)密度愈(yu)減弱，在(zai)焦(jiao)(jiao)點部可(ke)用于手術切割。

1. 合理選(xuan)(xuan)擇(ze)波(bo)長　腫瘤(liu)細胞對(dui)不同波(bo)長激(ji)光的(de)(de)選(xuan)(xuan)擇(ze)性極明(ming)顯，因此在(zai)激(ji)光治(zhi)療時應選(xuan)(xuan)擇(ze)最適宜波(bo)長的(de)(de)激(ji)光。如果(guo)激(ji)光照(zhao)射須透(tou)過正(zheng)常組織(zhi)(zhi)的(de)(de)透(tou)過率為T，須治(zhi)療的(de)(de)腫瘤(liu)組織(zhi)(zhi)的(de)(de)吸(xi)收(shou)率為A，則選(xuan)(xuan)用激(ji)光的(de)(de)波(bo)長應使T·A的(de)(de)積盡可能大。

2. 確(que)定適宜的劑(ji)量(liang)　根據腫瘤的性(xing)質、部位、大小、色(se)素沉著程度、血管分布和(he)激光(guang)(guang)的性(xing)質而定。激光(guang)(guang)治癌一(yi)般不宜也不需要一(yi)次破壞，多采(cai)用反復(fu)多次治療(liao)，隨時間的延長(chang)腫瘤可(ke)縮小或(huo)消失，因此治療(liao)劑(ji)量(liang)總比破壞劑(ji)量(liang)小。

3.激光治癌時，有人(ren)提出由于(yu)強(qiang)光壓產生(sheng)的機械能，有可(ke)能造(zao)成癌細胞游離并轉移到(dao)周圍或更深的組織及(ji)血管和淋巴管中去(qu)，因此應盡可(ke)能避免使用大功率短(duan)脈沖(chong)(chong)的激光束，以采(cai)用連(lian)續輻(fu)射或長脈沖(chong)(chong)輻(fu)射的激光為宜。

4.為(wei)防(fang)止(zhi)激光治(zhi)癌(ai)時的(de)癌(ai)細胞游(you)離轉移，在照射病變組(zu)織之(zhi)前可先照射其周圍(wei)（約5毫米左右）的(de)健康組(zu)織。

5.激光束應聚(ju)焦于腫(zhong)瘤中心，垂(chui)直照射腫(zhong)瘤表面。

6.開腹照射(she)腫瘤組織時(shi)，應(ying)盡可能使光斑覆蓋全部(bu)瘤體。