由于激光器具有切割、凝固、汽化、打孔、截骨等功能,70年代医学激光治疗机在临床各科得到广泛应用。激光以其特有的优越性解决了许多传统医学的难题，医用激光器作为手术治疗的器械，已充分显示了它的优越性，1981年，联合国世界卫生组织正式宣布激光医学为医学的一个新分支。本文结合我校《医用光学仪器》课程中的激光医学教学实践，围绕激光的产生及医学应用开展教学内容设计。
1激光的产生
激光：受激发射实现光放大（Light Amplifification by Stimulated Emission of Radiation—LASER）。
原子能级服从玻尔兹曼分布，能量越高，粒子数越少，原子几乎全部处于基态，当hμ=E2-E1的光子到来时，受激吸收概率远大于受激辐射。为了实现光放大，必须使得高能态的原子数大于低能态的原子数，即粒子数反转。
激光器的基本构成：
（1）激光工作物质：能够产生粒子数反转的物质。常见的工作物质有：
①气体激光器：He-Ne（氦氖）气体，CO2气体，气态的Ar+、Kr+（氩氪离子）等。
②固体激光器：红宝石、钕玻璃、掺钕钇铝石榴石（Nd：YAG）。
③半导体激光器：如砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等等。
④液体激光器：溶解在乙醇、甲醇或水等液体中的有机染料，如若丹明染料等。
（2）激励源：实现激励的部件，将粒子激发到高能级状态，最终转换成光能。
①光激励：对固体形工作物质如红宝石、掺钕钇铝石榴石，或染料溶液工作物质。
②放电管放电：对气体形的工作物质（如CO2气体、He-Ne原子气体）。
③注入大电流激励：对半导体工作物质（如砷化镓）。
④液体激光器：溶解在乙醇、甲醇或水等液体中的有机染料，如若丹明染料等。
（3）光学谐振腔：放置在工作物质两边的平面反射镜，一个是全反射镜，一个是部分反射镜：绝大部分反射、少量透射出去。沿轴方向运动的光子，光被放大；不沿轴被衰减，因此激光具有很高的方向性。
只有光的增益大于损耗，才能输出激光。
2激光的特性
①方向性好：发散角小，一般为毫弧度数量级。激光几乎是一束定向发射的平行光。可以应用在定位、导向、激光测距、激光雷达等方面。
②单色性好：谱线宽度窄，近于单一频率。例如，氦氖激光，波长为632.8nm，线宽为可达10－7nm，优于氪灯6个数量级以上。可应用在精度测量、激光通信。
③能量集中：用于打孔、焊接、切割、手术、激光核聚变。
④相干性好：激光的线宽窄，相位在空间的分布也不随时间变化，故具有良好的时间相干性和空间相干性。
以上特性紧密关联。
3激光的效应
（1）热效应：强激光照射生物组织时,瞬间可产生几百度甚至上千度高温,其热效应可使生物组织的蛋白质变性凝固,甚至组织炭化或气化。
（2）机械效应：由激光照射产生的机械作用可分为两部分：一次压强，即激光本身的辐射压力对生物组织产生的压强。因为激光能量密度高,因而会产生很大辐射压力即光压,激光产生的压强可达104～105帕斯卡;二次压强生物组织吸收强激光造成的热膨胀和相变以及超声波、冲击波、电致伸缩等引起的压强。在临床上，利用激光引起的压强作用可治疗多种疾病,如眼科中的压力打孔等。
（3）光效应：色系组织（特别是黑色）对激光的吸收作用是选择性的，由此引起的破坏作用很大，利用这一效应，可在需破坏的组织上先进行组织染色，然后再进行激光组织照射，即可获得最佳效果。
（4）电磁场效应：激光是一种电磁波，因此激光产生电场、磁场,当激光光功率密度为5×1014W/cm2时，产生的电场强度可达4×1010V/m，在此强电场作用下，生物组织会产生电离，使该处的组织细胞受到破坏。
（5）光化学效应：是指物质的分子吸收了外来光子的能量后激发的化学反应。激光作为一种能量高度集中、单色性极好的光源，它还可以发生一些普通光不能引起的光化学效应。光致化学反应大致可分为光致分解、光致氧化、光致聚合及光致敏化4种主要类型。
（6）生物刺激效应：当低功率激光照射生物组织时，不对生物组织直接造成不可逆性的损伤，而是产生某种与超声波、针灸、艾灸等机械的和热的物理因子所获得的生物刺激相类似的效应，称为激光生物刺激效应。利用激光的特性，以及它与生物组织相互作用过程中的特异规律，可以用于研究、诊断和治疗疾病。例如，自20世纪70年代起，医生就已经利用激光干涉术、激光透照术和激光偏振技术等，来测量血液、尿液和人体其他组织的成分、微量元素的含量，以及识别和分辨细胞是否病变或癌变；用强激光束，可对病灶施行凝固、汽化和切割等手术，与传统的解剖刀比，激光刀不出血或少出血；用弱激光照射人体组织，可达到理疗照射治疗或光针灸治疗的作用，与传统理疗中的光疗比，激光的疗效显著提高，且适应证更加广泛。
4激光医学应用领域
激光医学在临床上的应用主要分为三大部分，包括:
①激光在基础医学研究中的应用，主要是通过激光与人体器官组织、细胞和生物分子的相互作用来研究激光的生物效应。
②激光诊断，是以激光作为信息载体，利用激光单色性好的特点，对组织病理形态、病理情况下的功能及找出某些致病因素等方面进行光谱分析。
③激光治疗，是以激光作为能量载体，利用激光对组织的生物学效应进行治疗，多年来，激光技术已成为临床治疗的有效手段，也成为发展医学诊断的关键技术。
结束语
通过以上内容的教学，学生对激光医学有了较深的理解，为后续内容的学习打下基础。
参考文献：
[1]全面解析激光在医疗领域的应用及原理[EB/OL].https://tech.hqew.com/fangan_134955.