电磁场与物质的相互作用-PPT课件

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满足：
利用透镜实现自在现变换
高斯光束在透镜 表面上的波面的 曲率半径
来自百度文库结论：
激光光束质量的描述方法
激光光束质量的评价参数
以高阶高斯光 束为例讲解！
psci/Detail.asp?ProID=102
M2因子仪
提纲
• 四种近似理论 • 电解质的极化 • 谱线加宽和线型函数的定义
• 谱线加宽的分类
应用六、激光在心血管中的应用
激光在心血管中的应用主要体现在两个方面，即血管的选择性破坏和血管重建 术。激光用于血管的选择性破坏在理论和应用方面已经取得一些突破性进展，美国 激光于血管曲张治疗中心研究得知940nm的激光具有较深的穿透性，以及对血红素 较好的吸收特性，对水的最佳吸收特性以及对黑色素最小的吸收。利用该波长的激 光器对血管曲张的治疗达到了很好的疗效。激光心肌血管重建术是目前替代常规方 法治疗心脏病的一种有效手段，它利用激光于心肌组织作用产生的热效应，用高强 度激光束在缺血的心区域内打数个微孔，通过这些微孔把心腔中的血液引向缺血的 心肌区域，改善心肌血液微循环以达到治疗的目的。
应用五、光镊及细胞手术系统 80年代中期，贝尔实验室的Arthur Ashkin发现一束连续波低功率（1W以下） 激光能“捕捉”单个细胞和原生动物。对于特定频率的激光，足够小的透 明物体会折射入射的光束，使路径偏折，折射的结果是动量从激光传递给 了目标。如果激光光束与目标的几个关系布置正确，传递给目标的动量就 会把目标向着入射的光束拉动，从而激光就能把目标移动。这束微小光束 如同一把极细微的镊子，将细微颗粒捏住，因此形象地称之为激光光镊。 在使用激光光镊的同时，第二束激光作为解剖刀或剪刀，则可以在细胞器 上进行精细的外科手术。
• 由于各种因素的影响，自发辐射并不是单色 的，即光谱不是单一频率的光波，而包含有 一个频率范围，称为谱线加宽。 • P()是描述自发辐射功率按频率分布的函数。 在总功率P中，分布在~+d范围内的光功 率为P()d ，数学表示为
P P ( )d


P()的物理意义？？
~ g ,0) • 引入谱线的线型函数 ( P ( ) ~ (0表示线型函数的中心频率) g ( , 0) P ~ g ( , d 1 • 满足归一化条件 0) ( E E )h 0 2 1 • 线型函数在=0时有最大值，并在
均匀加宽
非均匀加宽
四种近似理论
激光的物理基础：光频电磁场与物质的相互作用，特别是共振相互作用。
经典理论 半经典理论 量子理论 速率方程理论
电介质的极化
4.3谱线加宽和线型函数
• 基本概念 • 均匀加宽
自然加宽 碰撞加宽 晶格振动加宽
• 非均匀加宽
多普勒加宽 晶格缺陷加宽
谱线加宽与线型函数基本概念
电磁场与物质的相互作用
激光在医疗上的应用
应用一、激光在皮肤科的应用 激光在皮肤科主要应用于激光治疗红斑、激光除皱、激光除痣和文身及对 损伤皮肤的修复等等。据报道，德国慕尼黑的科学家们经过大量的试验发现， 308nm 的激光在治疗牛皮癣和白癜风方面，较传统的方法取得了满意的成果和 减少了正常皮肤的老化。正在美国和澳大利亚进行的临床试验表明，用脉冲式 高能量的固体激光器，可消除脸部的皱纹、疤痕及其它皮肤缺陷，在900人参加 的试验中，90％的人消除了脸部75％的皱纹。 应用二、激光在眼科中的应用 激光手术是理想的治疗近视的高科技手段， 其集计算机、激光、生物医学工程技术于一体， 利用准分子激光束能量高，穿透性极弱，切削 准确，重复性好的特点，准确地切削角膜前层 组织，降低屈光度以达到矫正近视的目的，该 手术对周围组织及深层眼内结构无影响，具有 切削整齐光洁、精确性高、预测性强、稳定性 好、合并症极少等特点，患者手术中无痛苦， 不需住院，不影响正常的工作、生活，是治疗 近视理想的手术方法。全世界已经有几百万近 视患者通过手术摘掉了眼镜。
2019-2019年我国激光医疗器械市场规模与增长
tudou/programs/view/b0nX3RTklT4/
激光脱毛
you.video.sina/b/30230911-1689208830.html 激光治疗眼睛
高斯光束的自在现变换
1、定义：高斯光束通过透镜后其结构不发生变化，即参数 w 0 或者f不变


0
2
时下降到最大值的一半，即
~ g ( , ) ~ ~ 0 0 g ( , ) g ( , ) 0 0 0 0 2 2 2

• 按上式定义的称为谱线宽度。
加宽机制之一——均匀加宽 homogeneous broadening
• 如果引起加宽的物理因素对每个原子都是等 同的，则这种加宽称作均匀加宽。 • 每个原子都以整个线型发射，不能把线型函 数上的某一特定频率和某些特定原子联系起 来，即每一发光原子对光谱线内任一频率都 有贡献。 • 自然加宽、碰撞加宽和晶格振动加宽属于均 匀加宽
应用三、激光在中医治疗学中的应用 传统的中医学与激光技术和其它先进科学技术相结合，形成一门新兴的交 叉学科－光子中医学。根据激光对生物组织的弱刺激作用和生物组织的超微发 光特性，在利用激光针灸、激光血管内照射和对生物超微发光的检测来诊断和 治疗疾病方面，已经取得了许多的成果。 此外，激光碎石技术在生物医学领域的应用也日趋成熟。目前，很多的医疗机 构采用YAG激光器输出的532nm激光为光源，通过光纤将其传导入人的鼻咽管 中，利用激光较强的功率密度将其中的结石等堵塞物破碎以及气化，从而顺利 实现腔道的疏通与清理，该技术也可应用于尿道结石的治疗。与传统的手术治 疗方法相比，该技术简单易行，对病人的创伤较小，越来越收到人们的重视和 广泛的应用。 应用四、激光在肿瘤中的应用 利用激光的光动力学法来治疗肿瘤是世界各国 科学家研究的一个热门课题，在英国已经获得初步 的成功。它是将病人先注入某种光敏药物，它与癌 细胞亲合力强，而与正常细胞亲合力弱，当激光一 遇到药物，即被吸收引起药物光化学反应，生出单 质氧，是肿瘤组织内的细胞产生强烈的氧化反应， 使生物分子链发生断裂，切断肿瘤供血并将其分裂 成碎片气化。此方法可以大大减少正常细胞遭破坏 的危险。