(1)什么是激光

激光(aer)是英文" Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”(受激辐射光放大)每个单词的第一个字母的组合词。这是一个比较难以理解的物理现象,其要点是:某物质原子的电子受到外界的能量激励达到了一个高能量的状态,当电子从高能量状态回到常态的时候,就会释放出光子,这种光子组成的光就是激光。激光具有单色性好、方向性好相干性好和亮度高,以及光東可以方便传输和光斑大小可以方便调整等特性。

(2)激光的工作物质、名称和波长

如前所述,激光是某一种物质的电子从高能量位回到常态时释放出的光子,由于每一种物质有特定的能量差,所以释放出的光具有特定的波长。也就是说,同一种物质所产生的激光,其波长一定是相同的。现在,已经有非常多种类的激光研制成功了。治疗皮肤疾病常用的激光有:二氧化碳激光(波长10600nm)、红宝石激光(波长694nm)、翠绿宝石激光(波长755mm)、Nd:YAG激光(波长1064mm)、染料激光(常见波长585/595mm)、半导体激光(波长806/910nm)等。

(3)连续波和脉冲波激光

像电灯一样,打开开关后持续发光的类型就叫做连续波(连续输出)激光;如如果像照相机的闪光灯一样,闪一下以后要稍微等一会儿以后再闪第二下的类型(脉冲发射),就叫做脉冲激光。前者的代表是二氧化碳激光,后者的代表是红宝石激光。

(4)脉冲激光的脉宽

这里特别提到一种特殊的脉冲激光Q开关脉冲激光。一般的脉冲激光的脉宽是在毫秒(ms=10s)到微秒(us=10°s)范围,但有一类激光是使用快门,使得共振腔内的光集中起来,在很短的时间内一下子释放出来,其脉宽会缩短一万倍,发出极强的光,这就是Q开关激光,其脉宽可以达到纳秒级(ns=103)。治疗皮肤疾病常用的Q开关激光有Q开关红宝石激光、Q开关翠绿宝石激光、Q开关Nd:YACG激光等。

(5)激光的能量表示和能量分布

能量的单位是焦耳,连续波激光的能量一般是指1秒钟内激光输出的功即功率(/=W)。激光强弱大多使用功率单位瓦特(W来表示,这是指光束全体的功率。

但是,激光的光東半径如果不同,那么功率密度(W/em2)就会不同,对组织的作用就有很大的差别。笔者认为,像二氧化碳激光之类的激光,不要使用功率来表示,使用功率密度来表示比较好。

但在现在,还只能按照惯例的功率来表示。对于脉冲激光,随着

时间的变化,其功率也在变化。像像图1.6中山形曲线所表示的那样,一个脉冲激光的能量焦耳の测定值相当于曲线内的面积大小,一个脉冲激光的能量密度就是流量(Jcm),但这个数值是包括了全部的能量在内的数值,并且是在假定光束内的能量密度是一致的前提下。

实际上,光東的中央部分的能量密度要比周围的高。光東中央部分的能量密度分布叫做光東剖面。光東剖面的能量分布如果均匀的话,对组织的作用就会比较均匀,这类激光有较好的治疗效果。临床上往往对于这个问题没有足够的理解和重视。

(6)影响激光穿透深度的因素

影响激光对皮肤的穿透深度的因素有:波长、光斑大小、功率密度、脉宽、峰值功率等,相当复杂。首先,波长较长的激光由于散射较少,功率衰减少,故而穿透较深。光束的类型对于穿透深度也有很大的影响,如1cm光斑照射1次的面积相当于5mm光斑照射4次。

有人可能认为这是一回事,但其实相差很大,lcm光斑的激光照射覆盖了较大的面积,没有四个5mm光斑照射的散射部分,所以可以穿透更深。功率密度越大,当然穿透得越深。同样的能量,脉宽窄的峰值功率就高,穿透就深。脉宽最短的Q开关激光,峰值功率可以非常大,所以就可以达到很深的部位。

(7)脉冲激光的频率

脉冲激光的频率按1秒钟发射的次数(Hz)表示。比如1秒钟钟发射5次的频率是5Hz;如果是2.5秒发射1次的,频率就是1/2.5=0.4Hlz。

(8)强脉冲光(光子)

激光是单波长的强光。强脉冲光(光子)是和太阳光以及白炽灯一样的广谱波长的强光,其波长范围按照机器的不同而有所区别,有的还根据临床需要利用滤过片“切取”需要的波长范围的光。和激光比较起来,强脉冲光(光子)具有较广的治疗范围。