激光照射下生物组织热传输特性
激光在针灸上的应用机理简介
《激光在针灸上的应用机理简介》姓名：***班级：100120班学号：*********激光在针灸上的应用机理一、背景：针灸是我国传统医学的瑰宝, 已有1700 年的历史, 因其独特的疗法和显著的疗效,传统针刺是用金属针具刺入人体穴位而起刺激作用；但在临床上,常常会发生弯针、晕针、折针、刺伤和刺禁等异常现象,并且针刺时有可能造成血液传染,尤其是在艾滋病和乙肝等通过血液传染的疾病称为世界难题的当今社会,患者对传统针疗的不安情绪日益增高。
1966 年匈牙利Mester 提出了低强度激光具有生物刺激作用[ 1]；自此,随着激光技术的日益成熟,先进的激光技术嫁接在古老的针灸学上,如同给传统针疗穿上了一件美丽的外衣,使其焕然一新,重新充满了生机和活力，它对于临床应用，医学仪器的发展尤其是家庭医疗保健方面意义重大。
二、激光针灸的概念一般而言，激光针灸就是利用弱激以低强度激光束直接或聚焦或扩束照射穴位的穴区表面或深部,对穴位进行有效的刺激,起到疏通经络、调节脏腑、行气活血和平衡阴阳等作用；但是严谨来说学激光针灸就是利用弱激光(Low ReactiveLevel Laser，简称LRLL)的生物学效应治疗疾病的医学光学【2】。
照射中不对生物组织直接产生不可逆转损伤的激光称为弱激光。
针灸一词有两层含义，针是指以机械刺激施于穴位，灸是指以温热刺激施于穴位。
聚焦微细激光束辐照穴位称为激光针刺，而扩束后的激光辐照穴位称为激光光灸。
可见，与传统针灸相比, 激光针灸既除能达到针灸治疗的效果外, 还具有传统针灸无法比拟的优点：(1)无痛，因为是低强度激光刺激，不破损皮肤；(2)无菌，因为光针治疗和患者无机械接触，避免带菌入体的可能性；(3)安全，光针可避免毫针所可能发生的弯针、滞针、断针、晕针和刺伤内脏等危险；(4)易控，因为光疗比艾灸更易控制剂量，且可通过对剂量的调节，同一光束既可以做灸用又可以做针用；(5)操作简便，照射穴位只需要控制剂量、照射时间和作用方向，较传统针灸方法要简便的多。
超短脉冲激光及其相关应用的一些基本知识
超短脉冲激光及其相关应用的一些基本知识一、本文概述超短脉冲激光，作为现代光学领域的璀璨明珠，以其独特的性质和应用价值，正逐渐引起人们的广泛关注和深入研究。
本文旨在全面介绍超短脉冲激光的基本概念、产生机制、特性以及其在各个领域中的应用，帮助读者更好地理解和应用这一前沿技术。
我们将首先概述超短脉冲激光的定义和特点，包括其脉冲宽度、峰值功率、光谱特性等基本属性。
接着，我们将探讨超短脉冲激光的产生方法，包括调Q技术、锁模技术、光参量放大等，并简要介绍各种方法的原理和应用场景。
在了解了超短脉冲激光的基本特性后，我们将重点介绍其在各个领域中的应用。
这些应用包括但不限于：光学精密测量、超快现象研究、材料加工、生物医学等。
我们将结合具体案例，详细阐述超短脉冲激光在这些领域中的独特优势和实际应用效果。
我们将对超短脉冲激光的发展前景进行展望，分析其在未来科学研究和技术应用中的潜在价值和挑战。
通过本文的阅读，读者将能够全面而深入地了解超短脉冲激光及其相关应用的基本知识，为其在未来的科研和工作中提供有益的参考和启示。
二、超短脉冲激光的基本原理超短脉冲激光，也被称为超快激光，其脉冲宽度通常在纳秒（ns）甚至更短的皮秒（ps）、飞秒（fs）量级。
这种激光技术的基本原理主要涉及到激光产生和控制的物理过程。
我们需要理解激光是如何产生的。
激光产生的关键在于实现粒子数反转，即高能级粒子数大于低能级粒子数。
当高能级粒子数足够多时，受激辐射将占据主导地位，从而产生激光。
超短脉冲激光的产生则需要在此基础上，进一步控制激光的振荡过程，以实现脉冲宽度的缩短。
超短脉冲激光的产生通常利用调Q技术或锁模技术。
调Q技术通过改变谐振腔的Q值（品质因数），使得激光能量在短时间内迅速积累并释放，从而得到高能量的超短脉冲。
而锁模技术则是通过特定的光学元件和控制系统，使得谐振腔内的多个振荡模式同步，形成单一的高强度超短脉冲。
超短脉冲激光的特性使其在许多领域具有广泛的应用。
激光原理与技术
激光的光化学效应与光生物效应
光化学效应
激光能够激发化学反应，改变物质的化学性 质。光化学效应在光催化、光合成等领域具 有重要应用，如利用激光诱导化学反应合成 新材料。
光生物效应
激光对生物组织的作用，包括光热作用、光 化学作用和光机械作用等。光生物效应可用 于激光治疗、光遗传学等领域，如利用激光 进行视网膜修复、神经刺激等。
激光的特性
激光具有一系列独特的特性，如方向性好、亮度高、单色性好和相干性好等。这些特性使得激光在科学研 究、工业生产、医疗诊断等领域具有广泛的应用价值。
02
激光器类型与技术
固体激光器
01
02
03
晶体激光器
使用掺杂有激活离子的晶 体作为工作物质，如 Nd:YAG激光器。
玻璃激光器
以玻璃为基质，掺入激活 离子制成的激光器，如钕 玻璃激光器。
变换特性
利用光学系统，如透镜组、反射镜、波片等，可以对激光束进 行变换，如扩束、缩束、旋转、偏振状态改变等。
激光束的聚焦与整形
聚焦特性
通过透镜或反射镜等聚焦元件，可以将激光束聚焦到极小的焦点上，实现高能量密 度的集中。聚焦后的激光束可用于切割、焊接、打孔等高精度加工。
整形特性
利用特定的光学元件或算法，可以对激光束进行整形，如生成特定形状的光斑、实 现均匀照明等。整形后的激光束可应用于光刻、显示等领域。
激光治疗
利用激光的生物刺激效应，对病 变组织进行照射，以达到治疗目
的。
激光手术
使用激光代替传统手术刀进行手 术，具有精度高、出血少、恢复
快等优点。
激光美容
通过激光照射肌肤，改善皮肤质 地、去除色斑、减少皱纹等。
激光通信技术
光纤通信
激光治疗是什么原理
激光治疗是什么原理
激光治疗是一种利用激光器产生的高能光线来治疗各种疾病和症状的方法。
激光治疗原理基于光的物理性质，通过激光光线的特定波长和能量，作用于人体组织，达到治疗效果。
激光治疗的原理可以归结为以下几个关键点：
1. 光的选择性吸收：不同的组织和病变对激光的吸收程度不同。
激光器所产生的光线可以选择特定的波长，使其被目标组织或病变吸收，而对周围正常组织的伤害较小。
2. 光热效应：激光被吸收后会转化为热能，通过光热效应作用于组织或病变。
激光的高能量和高聚焦性可以使局部组织升温，破坏或促进胶原蛋白合成等作用，从而达到治疗目的。
3. 组织修复和再生：激光治疗可以刺激机体产生一系列生物化学反应，促进组织的修复和再生。
例如，激光可以增加细胞能量代谢，改善细胞内环境；还可以刺激血管扩张，增加血液循环和氧气供应，加速伤口愈合和组织修复过程。
总的来说，激光治疗的原理是通过选择性吸收和光热效应，以及激活机体的生理修复机制，从而实现治疗效果。
激光治疗被广泛应用于医学美容、眼科、皮肤病、创伤和疼痛管理等领域，成为一种有效的非侵入性治疗方法。
激光的生物学效应
激光的生物学效应激光是一种高度集中的光束，具有独特的生物学效应，广泛应用于医疗、生物科学研究以及美容等领域。
激光的生物学效应主要包括光热效应、光化学效应和机械效应。
这些效应在不同的生物体中产生不同的反应，为科学家们带来了无限的探索空间。
光热效应是激光在生物体内产生的热效应。
激光的高能量光束可以被组织吸收，并转化为热能，导致局部升温。
这种升温可以用来消灭体内的病变组织，如肿瘤细胞。
通过调节激光的参数，可以实现对病变组织的精准治疗，同时最大程度地保护周围健康组织不受损伤。
光热效应还可以用于促进伤口愈合，加速组织再生，是一种非常有效的治疗方法。
光化学效应是激光在生物体内引起的化学反应。
激光的能量可以激发分子内部的化学键，导致分子结构的改变。
这种效应被广泛应用于生物标记物的检测和治疗。
例如，激光可以与特定的荧光染料结合，用于检测细胞内特定的分子，为生物学研究提供了重要的工具。
此外，光化学效应还可以用于治疗皮肤疾病，如痤疮和色素沉着，通过激活特定的药物来达到治疗效果。
机械效应是激光在生物体内产生的机械作用。
激光的高能量光束可以直接破坏细胞结构，导致细胞死亡。
这种效应被广泛应用于激光手术和激光治疗。
例如，激光可以用来切割组织、凝固血管、去除痣等。
在眼科领域，激光手术已经成为治疗近视、散光等眼部疾病的主要方法，取代了传统的手术方式，具有更高的安全性和精准度。
总的来说，激光的生物学效应在医学和生物科学领域发挥着重要作用。
通过光热效应、光化学效应和机械效应，激光可以实现对生物体的精准治疗，促进伤口愈合，检测生物标记物等。
随着科技的不断进步，激光技术将会有更广泛的应用，为人类健康和生活带来更多的福祉。
老年康复技术种类
什么是老年康复老年康复是康复医学的分支，也是老年医学的重要组成部分。
是针对65岁以上的老年人群功能障碍的预防、评定和治疗的方法。
涉及的范围很广，既有正常老化的功能退变，又有伴随疾病造成的功能障碍，既针对老年期患病后的康复，又包括中青年残疾患者进入老年期后的康复。
老年人主要问题老年康复的目标是帮助老年人尽可能地达到自理能力，提高他们在日常生活中所需的功能和独立性，在确定目标之后，我们要明确老年人所遇到的问题：a.身体功能障碍（如：运动功能障碍、平衡困难、力量减退等问题。
通过物理治疗、运动疗法等手段，改善肌肉力量、关节活动度和协调能力。
）b.应用技能障碍（日常生活技能退化，如进食、洗漱、穿衣等通过职业治疗、认知训练等手段，帮助他们重新掌握和提高这些技能）c.言语康复(在言语表达和理解困难，如语言障碍、失语症等通过语言康复训练，提高他们的交流能力和语言理解能力)d.心理问题（老年人存在的心理问题，如抑郁、焦虑等，通过心理咨询、支持和心理干预，帮助他们缓解情绪困扰，提高心理健康）e.社交障碍(有的老人会存在社交隔离、孤独等问题，通过社交活动组织、互助小组等方式，促进他们与社会的互动和交流，增强社交支持网络）老年康复技术种类康复是需要多学科团队互相协作完成的，老年康复需要各科成员依据老人居住环境和病情而制定康复方案。
老年康复技术多种多样，概括来说，主要包括物理治疗、语言治疗、作业治疗、工娱治疗、认知康复和吞咽康复等。
一.物理治疗利用不同的物理因素，如声、光、冷、热、电、力（运动和压力）等物理因子，通过各种介入手段和相应的仪器对人体及体内进行相应的作用，达到医治或缓解疾病的目的，称物理治疗。
（一）电流、电波、电场理疗技术人体组织是由水分、无机盐和带电交替组成的复杂电解质导电体。
当脉冲电流作用于机体，带点的离子定向移动，消除细胞膜的极化现象，使离子的浓度及分布发生变化，从而使组织的生理代谢发生改变；另一方面通过作用于淋巴管壁和血管壁的神经感受器，通过自主神经中枢反射到局部，出现毛细血管扩张，血管壁的渗透性增加，改善了血液供给和营养，提高组织细胞的生活力，再生过程得到加强。
激光科学中的光与物质相互作用
激光科学中的光与物质相互作用激光科学是一门研究激光产生、传输、控制和应用的学科，在现代科技中发挥着非常重要的作用。
而光与物质相互作用则是激光科学中非常关键的一部分，因为它是激光与实际应用之间的桥梁，可以被广泛应用于生物医学、纳米科技、环境保护等多个领域。
本文将探讨激光与物质的相互作用，介绍光与物质交互中的一些基础概念，以及这些概念在实际应用中的具体应用。
光与物质的交互作用有很多种，其中最重要的一种是吸收，即物质内部分子吸收光子的能量，并将其转换为分子内部能量和动能，从而引起分子的跃迁和损耗。
当光的波长与被照射的物质的分子间的能量相等时，光就会被吸收，而分子则将吸收到的能量转换为热能或其他能量形式。
这样，就可以利用光谱技术来检测物质的成分及其含量。
除了吸收，光和物质之间还有其他重要的交互作用方式。
例如，光可以与物质的表面相互作用，反射、散射或穿透等。
这种相互作用可以用来测定物体表面的形态和结构，并可以被应用于光学成像和遥感等领域。
此外，激光还可以对物质进行基于光束和物质的相互作用的光化学反应。
例如，在工业制造中，激光用于制造高精度微型零件或用于制造高精度图形和数字化设计，能使生产过程更加精确、高效、环保。
近年来，激光在生物医学领域也有了广泛的应用。
光与标记光子结合起来，可以快速高效地识别细胞恶性肿瘤的位置，为病人提供更好的治疗方案。
激光还可用于通过加热前列腺、子宫内膜和其他组织中的肿瘤细胞来治疗恶性肿瘤。
此外，激光还可以透过肌肉、骨骼和脑组织，为医生提供更好的内部图像，以协助医生进行手术治疗。
因此，激光在生物医学领域中的应用前景非常广泛，为病人带来福音。
除了生物医学领域外，激光在纳米科技领域也有着广泛的应用。
通过微纳加工技术，利用激光能够量子隧穿效应和光电子效应的特性，将光打入纳米结构中，通过物理和化学方法控制光的传输和吸收，进而实现控制和改变材料的性能、结构及其性质。
这些技术可以用来制造各种微型零部件和纳米系统，为微纳机电领域提供了诸多的应用。
激光闪射法_导热系数_标准_概述说明以及解释
激光闪射法导热系数标准概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文旨在介绍激光闪射法和导热系数的相关知识，并对标准进行概述说明。
激光闪射法是一种用于测量材料导热系数的先进技术，其原理基于激光在物质中产生热源，通过测量温度分布来计算导热系数。
导热系数是衡量物质传递热量能力的重要参数，广泛应用于材料科学、工程热学等领域。
1.2 文章结构本文总共分为五个部分。
引言部分（本节）对文章进行总览和简要介绍。
第二部分将详细探讨激光闪射法的定义与原理、应用领域以及优点与局限性。
第三部分将介绍导热系数的定义与计算方法、影响因素以及测量技术与设备。
第四部分将对国际标准和行业标准进行概述，并阐述标准的重要性和应用场景。
最后一部分将总结全文，并展望未来可能的发展方向。
1.3 目的本文旨在提供关于激光闪射法和导热系数的全面理解和认识，帮助读者了解激光闪射法在导热系数测量中的应用价值，并认识到标准在确保测量结果准确性和可比性方面的重要性。
通过阅读本文，读者将能够掌握激光闪射法和导热系数的基本原理、相关技术和实际应用，并对标准在该领域中的意义有所了解。
以上是“1. 引言”部分的内容，如有需要可以进一步补充或修改。
2. 激光闪射法2.1 定义与原理激光闪射法是一种利用激光辐照物体表面并测量其热响应来推导导热系数的方法。
它基于这样的原理：当激光束辐照到物体表面时，能量会被吸收并转化为热能，从而使物体表面温度升高。
通过在辐照过程中观察温度随时间的变化，可以间接地测定物体的导热系数。
2.2 应用领域激光闪射法广泛应用于材料科学、工程领域以及其他一些需要准确测量导热系数的行业。
例如，在材料科学中，激光闪射法可以用于评估不同材料之间的导热性能差异，从而指导材料选择和设计。
在工程领域，该方法可用于改进散热器和冷却系统的设计，并优化电子设备等高温环境下的散热效果。
2.3 优点与局限性激光闪射法具有许多优点。
首先，它对样品造成的损伤较小，仅在其表面引起短暂的温度升高。
二氧化碳激光热效应
二氧化碳激光热效应
二氧化碳（CO2）激光热效应是指在二氧化碳激光作用下，物质受到激光能量的照射并吸收后，产生的热效应。
二氧化碳激光的波长范围为10.6微米，属于远红外光，具有较强的穿透
力和吸收能力。
当二氧化碳激光照射到物质表面时，激光能量会被物质吸收，使物质内部的分子或原子产生热运动。
由于二氧化碳激光的波长和作用方式的特殊性，它能够有效地穿透一些材料，如塑料、橡胶、纸张等。
被穿透的材料会吸收激光能量，产生热，导致材料温度升高。
二氧化碳激光热效应在工业和医学领域有着广泛的应用。
在工业上，二氧化碳激光可用于切割、焊接、打孔、打标等加工操作，其热效应可以快速将材料加热至引发化学或物理反应所需的温度。
在医学上，二氧化碳激光可用于手术刀、疾病治疗等，其热效应可以准确地作用于组织并引发需要的生理或治疗反应。
然而，二氧化碳激光的热效应也存在一些问题。
热效应可能会导致物质损坏，如烧伤、熔化或炭化等。
此外，由于激光的高能量密度和瞬时性，热效应引起的热传导和热膨胀等现象也可能对物质产生一定的影响。
因此，在使用二氧化碳激光进行加工和治疗时，需要合理控制激光照射参数，以避免不良后果。
激光与物质相互作用的应用及原理
激光与物质相互作用的应用及原理激光与物质相互作用是一种重要的物理现象，广泛应用于各个领域。
在这里，我将介绍一些激光与物质相互作用的应用及原理。
首先，激光在医学领域的应用。
激光通过与生物组织的相互作用，可以实现很多医学疗法。
例如，激光手术利用激光的高能量密度和聚焦性质，对组织进行切割、焊接、凝固等操作。
激光手术在临床上广泛用于眼科、皮肤科、泌尿科等领域。
另外，激光还能实现血管瘤和白斑病的治疗。
激光通过选择性破坏异常血管或激活色素，达到治疗效果。
此外，激光还能用于激光热疗、激光激发荧光、激光诱导击贼等治疗方法。
其次，激光在材料加工中的应用。
激光加工是一种高效、精确、柔性的加工方式。
激光加工通常用于切割、焊接、打孔、打标等工艺。
此外，激光还广泛应用于微细加工，如电子元件的制造、半导体加工等。
激光与材料相互作用的原理是通过激光束的照射，使材料局部受热，从而改变其化学、物理性质。
激光加工的主要原理包括光-热转换、光致氧化、光致热解等。
再者，激光在通信领域的应用。
激光通信是一种将信息以光的形式进行传输的通信方式，其速度、容量远远超过传统的电信通信。
激光通信的原理是光的强度调制和频率调制。
激光作为光源，通过光电调制器调制光的强度或频率，将信息传输到目标点。
激光通信在短距离内可以实现高速传输的优势，广泛应用于广电、互联网、航天等领域。
此外，激光还在测量和检测领域有着广泛的应用。
激光测距仪、激光干涉仪、激光扫描仪等设备利用激光的干涉、散射、衍射等原理，实现对物体形态、距离、速度等参数的测量和检测。
由于激光具有高方向性、高亮度和高一致性等特点，因此在测量和检测领域具有独特的优势。
总结起来，激光与物质相互作用具有广泛的应用领域，包括医学、材料加工、通信、测量和检测等。
激光与物质相互作用的原理主要包括光-热转换、光致氧化、光致热解、干涉、散射、衍射等。
随着科技的不断进步和应用的不断拓展，激光与物质相互作用将继续在各个领域发挥重要作用。
四能级系统激光产生的原理
四能级系统激光产生的原理1.引言1.1 概述概述四能级系统激光是一种基于四个能级的激光系统，其原理基于原子或分子能级的跃迁。
在这种激光系统中，激发光源将原子或分子从基态激发到第一激发态，然后通过跃迁到第二激发态，并进一步跃迁到亚稳态。
最后，在亚稳态和基态之间的跃迁释放出具有特定波长和相干性的激光光子。
四能级系统激光在许多领域中都有广泛的应用，包括激光切割、激光雷达、医学治疗和科学研究等。
它具有高度的激光效率和较长的寿命，可以提供强大且稳定的激光输出。
本文将介绍四能级系统激光的基本原理，包括能级结构和激发跃迁过程。
此外，还将探讨四能级系统激光的应用前景以及它所面临的优势和挑战。
通过深入理解四能级系统激光的原理和特性，我们可以更好地利用它的优势，并克服潜在的挑战，推动激光技术的进一步发展。
(字数: 175)1.2文章结构文章结构部分的内容应该包括以下信息：在文章结构部分，我们将介绍四能级系统激光产生的原理。
本章将分为三个部分来阐述：引言、正文和结论。
引言部分将对四能级系统激光进行概述，介绍其基本概念和重要性。
我们将讨论四能级系统激光在各个领域中的应用，并对本文的目的进行说明。
正文部分将详细介绍四能级系统激光的基本原理。
我们将解释四能级激光器的工作原理和发射过程，并着重介绍其能级结构。
通过对能级结构的分析，我们将深入探讨四能级系统激光的产生机制和特点。
结论部分将对四能级系统激光的应用前景进行讨论。
我们将探讨该技术在通信、医学、材料科学等领域的潜在应用，并分析四能级系统激光的优势和挑战。
最后，我们将总结本文的主要内容，并展望未来对于四能级系统激光研究的重要方向。
通过以上结构，本文将全面介绍四能级系统激光产生的原理，希望读者能够通过本文的阅读，对该领域有更深入的了解。
1.3 目的本文的目的是探讨四能级系统激光产生的原理。
随着科技的飞速发展，激光技术已经成为许多领域不可或缺的重要工具，如光通信、医疗、材料加工等。
激光原理性质及应用
3.2 激光通讯
系统重量轻：发射机功耗低，供电系统重量轻；光束集中，散射角小 ，导致发射和接收望远镜的口径都很小，摆脱了微波系统巨大的碟形 天线，重量和体积减轻很多非常有利于卫星通信。
微 波 天 线
激 光 天 线
但是激光在大气中传输时受雨、雾、雪、霜等影响，衰耗要增大，故一般 用于边防、海岛、跨越江河等近距离通信，以及大气层外的卫星间通信和 深空通信
hν = E 2 − E1 hν = E 2 − E1
1.激光原理
1.1物质与光相互作用 受激吸收、自发辐射、受激辐射。 受激吸收：处于较低能级的粒子受到外界 的激发，吸收能量，跃迁到与此能量相对 应的较高能级。 自发辐射：处于高能级的电子以一定的概 率自发地（没有吸收外部能量）从高能级 向低能级跃迁，并放出能量与两能级能量 差相等的光子。
疝 灯
2 激光的特点
干涉性好 激光可以步调一致地向同一方向传播，可以用 透镜把它们会聚到一点上，把能量高度集中起， 一台巨脉冲红宝石激光器的亮度比太阳表面的亮 度高若干倍。 但是它的能量密度很大因为它的作用范围很小， 一般只有一个点，所以短时间里聚集起大量的能 量。
3 激光的应用
3.1医学中的应用 医学中的应用 医学是应用激光技术最早、最广泛和最活 跃的一门边缘学科。在1960年世界上第一 台红宝石激光器研制成功后的第二年激光 光视网膜凝固机就在眼病治疗获得应用。 目前激光治疗在临床可分为：眼科激光治 疗、外科激光手术、用于美容目的的皮肤 病激光治疗、口腔激光和激光理疗等等。
3.4 激光冷却
1985年，美籍华裔物理学家朱棣文和他的同事首次实现了激 光冷却原子的实验，并得到了极低温度——24µK（绝对0度 是0K）的钠原子气体。
3.4 激光武器
生物组织电阻抗——温度特性与测量
应用技术生物组织中富有多种带电粒子，当外界施加电场时，这些带电粒子将趋向于相反电极性的方向移动，形成电流。
这也是生物组织导电的原因，通常用电导率描述生物组织导电性能的高低。
影响生物组织导电情况的因素大致有：生物组织类型、含水量、温度、结构以及生理状态，利用这些差异可以对生物组织器官的种类以及生理、病理状态加以区分[1]。
1 生物组织电阻抗测量方案从宏观上说，生物组织为固体与液体的混合物，其中富含大量组织液，细胞内液等液体。
因而生物组织电阻抗的测量与一般器件、固体材料的电阻抗测量是完全不同的。
对于生物组织电阻抗的测量，国外最早用两端电桥法测量生物组织电阻抗。
两电极法采用两端针状电极，其既是激励电极，又是测量电极。
然而，由于生物组织中富含组织液，在两端电极上施加激励电流后，产生电场，组织液中的部分离子会吸附在极性相反的电极之上，形成电极的极化。
在激励电流频率低于1MHz时，由于电极极化而产生的阻抗通常具有高电容，高电阻的特性，且与生物组织阻抗形成串联关系[2]。
对于外部测量电路来说，电极极化产生的阻抗并不是被测组织自身的电阻抗，因此造成较大的测量误差，因此在实际应用中此方法已不多见。
由于上述两电极法的弊端，提出了四电极测量生物电阻抗的方法。
四电极包括一对放置在生物组织外部表面的电流激励电极和一对在生物组织内部插入的电压测量电极。
四电极法将激励电极和测量电极分开有效的减小了两电极法中生物组织表面与电极之间产生的极化阻抗，同时也减小了其接触阻抗[3]。
通过激励电流和测得电压的幅值与相位，计算得出各激励频率下的电阻抗。
2 生物组织温度电阻抗关系特性测量实验系统由以阻抗分析仪为核心组成，将待测生物组织仿体放置于阻抗测试盒中，并放入水浴加热锅中，通过热电偶对阻抗测试盒中温度进行实时监测，通过阻抗分析仪的四电极采集数据阻抗数据，并通过LAN实时传输给PC。
本实验中阻抗分析仪采用Agilent4294A。
温度控制采用国产水浴加热锅，，测温热电偶精度为0.1℃。
光电技术在生物医学中的应用
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技术难度：光电技术在生物医学中的应用需要解决许多技术难题，如提高 检测灵敏度、降低误报率等。
生物兼容性：光电技术在生物医学中的应用需要解决生物兼容性问题，如 避免对生物组织造成伤害、降低生物排斥反应等。
成本问题：光电技术在生物医学中的应用需要解决成本问题，如降低设备 成本、提高检测效率等。
光电技术在生物医学中的应用可能会带来更多的创新和突破，为医疗行业带来更多的机 遇和挑战。
光电技术在生物医学中的应用可能会改变传统的医疗模式，提高医疗效率和质量，为患 者带来更多的福音。
光电技术与人工智能的结合：实现智能诊断和治疗 光电技术与生物材料的结合：开发新型生物医学材料 光电技术与纳米技术的结合：提高生物医学检测的灵敏度和准确性 光电技术与云计算的结合：实现生物医学数据的高效存储和处理
光热疗法：利用激 光产生热效应，治 疗肿瘤等疾病
光基因疗法：利用 光敏基因治疗遗传 性疾病
光动力免疫疗法： 利用光敏剂和激光 激活免疫系统，治 疗肿瘤等疾病
基因测序：利用光电技术进行基因测序，提高测序速度和准确性
蛋白质结构分析：利用光电技术分析蛋白质结构，为药物设计提供依据
细胞成像：利用光电技术进行细胞成像，观察细胞形态和功能
法规限制：光电技术在生物医学中的应用需要遵守相关法规和标准，如医 疗设备认证、数据隐私保护等。
更高精度的光电传感器 更广泛的生物医学应用
更小型化的光电设备 更智能的光电技术系统
光电技术在生物医学中的应用越来越广泛，包括医疗诊断、治疗、康复等各个方面。
随着科技的不断发展，光电技术在生物医学中的应用前景将更加广阔，可能会出现更多 新的应用领域。
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激光光源热量
激光光源热量激光光源热量分析一、引言激光，作为一种高亮度、高方向性的光源，在现代科技中发挥着重要作用。
然而，激光光源产生的热量是一个不容忽视的问题。
本文将深入探讨激光光源热量的产生、传递以及对设备性能的影响。
二、激光光源的热量产生激光的产生是通过受激辐射的过程实现的，其中涉及能量的转换和释放。
在激光器的工作过程中，电能被转换为光能，但同时也伴随着热能的产生。
这种热量主要来源于以下几个方面：泵浦源的热效应：激光器中的泵浦源是提供能量的关键部件，它在工作过程中会产生大量的热量。
光学元件的吸收：激光在传播过程中，会被光学元件（如反射镜、透镜等）部分吸收，从而产生热量。
非辐射复合过程：在半导体激光器中，非辐射复合过程会释放热量。
三、激光光源的热量传递激光光源产生的热量会通过多种途径传递出去，包括热传导、热对流和热辐射。
在激光器设计中，通常会采用散热片、风扇等散热措施来降低热量对设备性能的影响。
四、热量对激光光源性能的影响热量对激光光源性能的影响主要体现在以下几个方面：波长漂移：随着温度的升高，激光的波长可能会发生变化，影响激光的稳定性。
功率下降：过高的温度可能导致激光器输出功率下降，甚至损坏激光器。
光学元件变形：热量可能导致光学元件变形，从而影响激光的光束质量。
设备寿命缩短：长期在高温环境下工作，可能会缩短激光器的使用寿命。
五、总结激光光源的热量问题是一个复杂而重要的研究领域。
通过对热量产生、传递以及对设备性能影响的研究，可以为激光器设计提供更加有效的散热措施和性能优化方案。
在未来的科技发展中，随着新材料、新工艺的出现，我们有理由相信，激光光源的热量问题将得到更加有效的解决。
激光与物质相互作用的应用及原理
激光与物质相互作用的应用及原理1. 引言激光技术作为一种高度聚焦、高能量密度、单色性好的光源，其与物质相互作用的应用领域越来越广泛。
本文将介绍激光与物质相互作用的一些应用及其原理。
2. 材料加工激光在材料加工领域具有广泛的应用。
激光通过聚焦后的高能量密度，可以对各种材料进行切割、打孔、焊接等加工操作。
以下是激光材料加工应用的一些原理：•切割：激光加工中最常见的应用之一。
激光通过高能量聚焦，使材料发生熔化或气化现象，从而实现切割作业。
•打孔：激光束通过高能量聚焦，使材料在被烧蚀的同时发生熔化，从而形成孔洞。
•焊接：激光通过高能量聚焦，使材料局部熔化，然后冷却后形成焊缝。
激光材料加工的优势主要体现在精度高、速度快、热影响区小等方面。
3. 激光医学应用激光在医学领域的应用也十分广泛。
激光手术是一种非侵入性的治疗方法，可用于切除、蒸发和凝固组织。
以下是激光医学应用的一些原理：•激光手术：激光通过高能量聚焦，可以切割和蒸发生物组织。
激光手术具有创伤小、出血少和恢复快的特点。
•激光美容：激光可以用于美容领域中的病症治疗、皮肤重建和皮肤再生等方面。
•激光疗法：激光通过对病人身体组织的照射，可用于治疗多种疾病，如肿瘤、静脉曲张等。
激光医学应用的优势主要体现在精准治疗、创伤小、恢复快等方面。
4. 激光测量技术激光测量技术是利用激光与物体相互作用的原理进行测量的一种精确测量方法。
以下是激光测量技术的一些应用：•激光雷达：通过利用激光束对目标物体进行扫描，可以测量目标物体的距离、速度和位置等信息。
•激光测距仪：通过测量激光束从发射到接收的时间来计算距离，可用于测量远距离。
•激光显微镜：利用激光对样品进行照射，可以实现高分辨率、高对比度的显微观察。
激光测量技术的优势主要体现在测量精度高、非接触式测量、适用于各种物体等方面。
5. 激光通信技术激光通信技术是利用激光将信息传输的一种无线通信技术。
以下是激光通信技术的一些原理：•光纤通信：利用激光将信息通过光纤传输，具有大带宽、抗干扰能力强等特点。
光学基础篇
光的传输
• 我们的生活时刻在利用光的传输速度（电 话、网络等）
• 光的传输和穿透深度与光强度、波长、频 率有关 • 光的波长越长、能量越大穿透就越深 • 物质对光的反射、散射、吸收同时在影响 光的穿透
光的吸收
一般吸收：若介质对光的吸收程度与波长无关， 则称为一般吸收； 选择性吸收：若对某些波长或一定波长范围内的 光有较强吸收，而对其他波长的光吸收较少，则 称为选择性吸收。大部份的医用光学仪器都是利 用这一特性。 大多数染料和有色物体的颜色都是选择吸收的结 果。多数物质对光在一定波长范围内吸收较少( 表现为对光透明)，而在另一些波段内则对光有 强烈吸收(表现为不透明)。 例如对可见光透明的玻璃对红外线和紫外线有强 烈吸收。利用的这一原理我们能有效防护激光、 强光对眼睛的伤害。
• 皮肤组织这种对光吸收和反射的不同，为我 们使用光进行治疗提供了可能性。
激光/光对皮肤组织影响的类型
光热效应：组织的凝固与气化取决于吸收，激光 脉冲大约0.5毫秒或更长。 光机械效应：组织分裂，脉冲激光约0.2毫秒或 稍短 光化学作用：对化学组织键的直接损坏或在使用 PDT药物下出现的化学反应 光生物刺激作用：使用低能量激光刺激组织细胞 反应 选择性光解作用：特殊波长与脉冲宽度配合，在 靶目标组织上获得最佳效果而同时对周围组织产 生最小的影响。
波长/穿透深度
穿透深度：一定能量的激光穿透皮肤组织，能量衰减一半（ 能量发生明显衰减）时的深度。 ☺穿透深度与组织的性质和波长有关，当组织固定时，一般 只与波长有关。 ☺对一个特定波长的光来说，照射特定的组织，其穿透深度 是不会发生改变的。 ☺皮肤的不同结构对的光吸收存在差异 ☺利用组织对光吸收的差异，选择合适的光源进行治疗，就 由可能做到选择性治疗 ☺靶基与周围组织颜色差异越大越好
激光原理及激光美容临床作用
治疗色素性皮肤疾病的激光
• 绿色激光：铜蒸汽激光（511nm） 氪离子激光（520-530nm） 脉冲染料（510nm、300ns） 倍频Nd：YAG（532nm、5-10ns） • 红色激光：红宝石（694nm、20-50ns） 翠绿宝石（755nm/50-100ns） • 近红外激光：Nd：YAG（1064nm、10ns）
• 694nm可见光，红色 • 在所有脱毛激光中，是色素吸收最好的激 光 • 色素沉着的风险较其他激光大（除非使用 有效的冷却装置和更长的脉冲方式治疗）
翠绿宝石激光
• 755nm可见光，红色 • 色素吸收非常好，但较红宝石稍弱 • 色素沉着风险较红宝石小
Nd：YAG激光
• • • • • 1064nm，红外线 色素吸收性较差 色素沉着的风险小 穿透深度深 只有毫秒级激光才能有效脱毛
• 光通过介质后能量被衰减的现象叫介质对 光的吸收。即吸收光强＝入射光强-反射光 强-投射光强，其吸收率A＝1-反射率R-透射 率T。因此用积分球仪测R、T后，可算出A
光的吸收分两大类
• 1 一般吸收：除真空外，光通过任何介质都要被 吸收的现象称为一般吸收 • 2-选择（特征）吸收：生物体选择吸收的本质是 生物色素分子吸收一个光子的能量后从低能级E1 跃迁到激发态高能级E2，处于激发态E2的分子可 以通过无辐射跃迁到E1，将E2-E1的能量转变为 分子周围的热能：激发态分子也可以产生荧光、 磷光或光化效应。 • 选择吸收在临床上具有重要意义，如血液中的氧 合血红蛋白富含对542和578nm光波具有选择性 吸收峰，Ar+（514,5nm）和倍频Nd：YAG （532nm）激光的波长接近。 • 我们的无创及微创激光就是通过选择性光热作用 来实现的
脉冲染料595激光
激光的原理及应用参考文献
激光的原理及应用参考文献原理1.概述：激光是一种通过受激辐射产生的具有高度聚焦、高亮度和单色性的光。
2.受激辐射：当被称为激活物的原子或分子受到外界能量的激发时，它们会从低能级跃迁到高能级，然后通过受到其他原子或分子的碰撞而发射出与其激发能级相对应的光子。
这种受激发射的光子会引起其他原子或分子的跃迁，从而产生连锁效应，形成激光光束。
3.产生单色性：激光是单色的，因为激光的光子具有相同的频率和相位。
这是通过选择合适的激活物和设置合适的谐振腔使得只有特定频率的光被放大和放射出来。
4.聚焦性能：激光具有高度聚焦的能力，这是因为激发绝热性和非线性光学效应导致激光光束在经过透镜时能够聚焦到很小的光斑上。
应用1.激光切割：激光切割是激光技术的重要应用之一。
它可以通过激光的高能量密度和精确控制的热作用来切割各种材料，如金属、塑料和纺织品等。
2.激光打印：激光打印是一种无接触的印刷技术。
它使用激光束对印刷介质进行高能量的热作用，从而在介质上形成图案和文字。
3.激光医疗：激光在医疗领域有着广泛的应用。
它可以用于激光手术、激光治疗和激光诊断等方面。
激光手术可以精确地切割和焊接组织，激光治疗可以用于各种疾病的治疗，激光诊断可以用于观察和测量生物组织的特性。
4.激光通信：激光通信利用激光光束传输信息。
由于激光具有高度聚焦和窄束宽的特点，激光通信在传输容量大、传输距离远的情况下具有优势。
5.激光雷达：激光雷达使用激光脉冲来测量目标物体的距离和速度。
与传统的雷达相比，激光雷达具有更高的分辨率和更精确的测量结果。
参考文献1.Mourou, G. (2017). 100 GW，1 Hz，3 ps – is PW even the limit?. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 50(13), 132003.2.Svelto, O. (2010). Principles of Lasers. Springer.3.Saleh, B., & Teich, M. (2007). Fundamentals of Photonics. Wiley-Interscience.mb, W. E. (1964). Laser physics. Reviews of Modern Physics, 36(4), 450.5.Dhillon, S. S., & Taday, P. F. (2009). Terahertz spectroscopy and imaging: Modern techniques and applications. Reports on Progress in Physics,70(10), 1607.。
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—科教导刊（电子版）·2017年第10期/4月（上）—
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激光照射下生物组织热传输特性
夏文财
（武警警官学院学员一旅四营
四川·成都610213）
摘
要
激光辐照生物组织时，光子的能量被组织吸收，进而转化为组织的热能，即激光与生物组织的光热效应。
光
热效应将会改变组织内的温度场分布。
本文将从生物组织的结构特性入手，分析了组织内热源分布情况，研究了热量在组织内的损失和传输规律。
关键词激光皮肤组织光热效应
中图分类号：
TN248.1文献标识码：
A 1人体皮肤组织的光热特性（1）光学性质在紫外、可见光与近红外光谱区域，不同颜色的皮肤组织对激光光子具有选择吸收的特性，当激光辐照皮肤组织时，部分光会在皮肤表面发生反射，其余光会进入皮肤组织内部。
反射光的多少只跟皮肤表面的粗糙程度有关。
光进入皮肤组织内部会被吸收和散射。
（2）热学性质激光辐照生物组织时，会发生光热效应、光致电磁效应、光致化学效应等一系列的效应，而光热效应占据主导地位。
生物组织与传热相关的特性参数如下：①比热，是指物质，它的温度变化1℃时，其自身所改变的热量。
②热传导率，是指横截面积为1平方米，厚度为一米的物质，其两端的温差为，在时间内，流经该物质的热量。
③密度，被定义为某种物质在一定的温度时，单位体积内所含物质的质量。
④热扩散率[m 2/s ]，指物质在加热或者冷却过程中，其温度趋于一致的能力，被定义为热传导率k 与密度和比热C 的比值。
⑤热弛豫时间，部分组织吸收热量而引起了温度的升高，温差的出现就会产生热量从高温区域向低温区域流动，组织的温升降低一半的时间就是热弛豫时间。
2激光在皮肤组织中的热源
研究激光辐照皮肤组织时的温度场变化，首先就要对激光辐照组织时，产生的热源在组织内的分布S 进行准确描述。
和一般物质相比，生物组织内含有固体、液体和气体等特殊成分，而且在结构上更加复杂。
另外，在同一个身体内不同的部位、不同的器官都存在差异。
因此对激光辐照生物组织所产生的热源分布进行全面、准确的微观描述将是非常困难的。
但是在研究激光与生物组织光热效应中，研究者们感兴趣的是激光辐照生物组织时，生物组织温度场的宏观表现。
所以，可
用把热源项分为热量获得项Sgain 和热量损失项Sloss 。
Sgain 为激光能量在组织中的积累，不考虑生物组织自身新陈代谢和周围环境对它的影响；热量损失项Sloss 主要是组织内毛细血管的血液灌注所引起的。
激光辐照生物组织时，组织吸收光子的能量，使自身温度升高。
生物组织各个组成部分都在不断的产生热量，这些热量会通过各种方式转移到组织体外。
在一般情况下组织产生的热量与转移到体外的热量是相等的，组织体此时就处在热平衡状态；若不相等，则没有转移出组织体的热量就会留在组织内，造成组织体内局部温升。
能量一般有三种形式：（1）贮存能量，可用不同能级或潜能来衡量；（2）热量传递，物质之间或物质内部存在温差，就会有热量的流动，包括对流、辐射和传导三种形式；
（3）做功W ，它是由系统之间力的作用引起的能量转移。
众所周知，生物组织的结构和组成成分都十分复杂，而且它是由有自己内部活动的各个系统组成的生命体，所以为了能够很好的描述组织内的热量传输运动，需要考虑以下因素的影响：
①组织的外部形态；②外部热源；③组织的热学性质以及组织在生理上的变化；
④热传导；
⑤组织与周围环境的热交换；⑥新陈代谢产生的热量；
⑦血液流动对热传递的影响；⑧生物组织自身的热调整；3热传递
物质与物质之间存在温差，那么就有热传递，它在生物组织内有以下四种形式：
（1）辐射是指两个或两个以上的非接触物质，物质之间存在温差，他们通过发射与接收电磁波能量的方式进行的能量传递。
生物组织的辐射散热主要发生在组织表面。
黑体是一种理想的辐射体，在一定温度时，任意波长的辐射能量都是最大；而且它的吸收特性也特别好。
（2）热传导是指由于组织体内有温度梯度的存在，使热量通过固态和液态介质进行的热量传递。
（3）对流是通过流动液体或气体与固体边界之间进行的一种热量交换，它有自然对流和强制流动两种方式。
（4）新陈代谢指生物体和外界环境之间物质与能量的交换以及生物体内物质与能量的转变过程，这是生物体与一般材料截然不同的地方。
同时，新陈代谢的速率依赖于生物体的活动水平，不同器官的组织代谢率也有很大差别。
4热传递的初始状态与边界条件
只有给出一定数量的边界条件才能求解出生物组织的传热方程，并且必须给出生物组织的初始温度分布。
边界条件指生物组织表面与周围环境的热交换条件，一般有以下几种形式：
（1）在组织边界上的温度设定为确定值；（2）令组织边界为辐射换热；（3）给定组织边界上的热流通量；（4）令组织边界为对流边界，就可以建立生物体体表温度为。
5激光辐照皮肤组织的热损伤
在不同温度下皮肤组织的热效应现象如下：
（1）温热感觉人体组织的体温一般为37℃，稍微高出1~5℃，会有温热的感觉。
（2）热致红斑皮肤温度在范围内时，皮肤会有红斑出现，而后恢复正常。
（3）热致水泡皮肤温度在范围内时，皮肤组织表面会有水泡产生。
（4）热致凝固皮肤温度升至时，在10s 时间内细胞就会凝固坏死，在外观上表现为组织变暗。
（5）热致汽化皮肤温度升至时，组织内的水分被汽化后，将冲破细胞而逸出组织，白烟将会在组织表面出现。
（6）热致炭化皮肤温度升至时，组织将会出现炭化坏死。
参考文献
[1]李乐乐.离体生物组织激光焊接工艺试验研究[D ].南京理工大学,2016.[2]田振国.生物组织激光光回馈层析成像技术研究[D ].北京林业大学,2016.[3]
冯巧.激光快速成形Ti-Fe-Sn-Y 生物医用合金的组织与性能[D ].大连理工大学,2016.
科|学|技|术。