激光的基础知识培训讲学
激光的基础知识相信激光这名词对大家来说一点也不陌生。
在日常生活中，我们常常接触到激光，例如在课堂上我们所用的激光指示器，与及在计算机或音响组合中用来读取光盘资料的光驱等等。
在工业上，激光常用于切割或微细加工。
在军事上，激光被用来拦截导弹。
科学家也利用激光非常准确地测量了地球和月球的距离，涉及的误差只有几厘米。
激光的用途那么广泛，究竟它有哪些特点，又是如何产生的呢？以下我们将会阐释激光的基本特点和基本原理。
激光的特性高亮度、高方向性、高单色性和高相干性是激光的四大特性。
（1）激光的高亮度：固体激光器的亮度更可高达1011W/cn2Sr 。
不仅如此，具有高亮度的激光束经透镜聚焦后，能在焦点附近产生数千度乃至上万度的高温，这就使其可能可加工几乎所有的材料。
（2）激光的高方向性：激光的高方向性使其能在有效地传递较长距离的同时，还能保证聚焦得到极高的功率密度，这两点都是激光加工的重要条件。
（3）激光的高单色性：由于激光的单色性极高，从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上，得到很高的功率密度。
（4）激光的高相干性：相干性主要描述光波各个部分的相位关系。
正是激光具有如上所述的奇异特性因此在生活、工业加工、军事、科研等领域中得到了广泛地应用。
激光产生原理激光的发展有很长的历史，它的原理早在1917 年已被著名的物理学家爱因斯坦发现，但要直到1958 年激光才被首次成功制造。
激光英文名是Laser，即Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation 的缩写。
激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。
但在阐释这个过程之前，我们必先了解物质的结构，与及光的辐射和吸收的原理。
物质由原子组成。
图一是一个碳原子的示意图。
原子的中心是原子核，由质子和中子组成。
质子带有正电荷，中子则不带电。
原子的外围布满着带负电的电子，绕着原子核运动。
有趣的是，电子在原子中的能量并不是任意的。
描述微观世界的量子力学告诉我们，这些电子会处于一些固定的「能级」，不同的能级对应于不同的电子能图一碳原子示意图。
量。
为了简单起见，我们可以如图一所示，把这些能级想象成一些绕着原子核的轨道，距离原子核越远的轨道能量越高。
此外，不同轨道最多可容纳的电子数目也不同，例如最低的轨道(也是最近原子核的轨道) 最多只可容纳2 个电子，较高的轨道则可容纳8 个电子等等。
事实上，这个过份简化了的模型并不是完全正确的[1]，但它足以帮助我们说明激光的基本原理。
电子可以透过吸收或释放能量从一个能级跃迁至另一个能级。
例如当电子吸收了一个光子 [2] 时，它便可能从一个较低的能级跃迁至一个较高的能级 (图二 a)。
同样地，一个位于高能级的电子也会透过发射一个光子而跃迁至较低的能级 (图二 b)。
在这些过程中，电子吸收或释放的光子能量总是与这两能级的能量差相等。
由于光子能量决定了光的波长，因此，吸收或释放的光具有固定的颜色。
当原子内所有电子处于可能的最低能阶时，整个原子的能量最低，我们称原子处于基态。
图一显示了碳原子处于基态时电子的排列状况。
当一个或多个电子处于较高的能阶时，我们称原子处于受激态。
前面说过，电子可透过吸收或释放在能阶之间跃迁。
跃迁又可分为三种形式﹕(1)自发吸收 - 电子透过吸收光子从低能阶跃迁到高能阶 (图二 a)。
(2)自发辐射 - 电子自发地透过释放光子从高能阶跃迁到较低能阶 (图二 b)。
(3)受激辐射 - 光子射入物质诱发电子从高能阶跃迁到低能阶，并释放光子。
入射光子与释放的光子有相同的波长和相，此波长对应于两个能阶的能量差。
一个光子诱发一个原子发射一个光子，最后就变成两个相同的光子 (图二 c)。
激光基本上就是由第三种跃迁机制所产生的。
产生激光还有一个巧妙之处，就是要实现所谓粒子数反转的状态。
以红宝石激光为例 (图三)，原子首先吸收能量，跃迁至受激态。
原子处于受激态的时间非常短，大约 10-7秒后，它便会落到一个称为亚稳态的中间状态。
原子停留在亚稳态的时间很长，大约是10-3秒或更长的时间。
电子长时间留在亚稳态，导致在亚稳态的原子数目多于在基态的原子数目，此现象称为粒子数反转。
粒子数反转是产生激光的关键，因为它使透过受激辐射由亚稳态回到基态的原子，比透过自发吸收由基态跃迁至亚稳态的原子为多，从而保证了介质内的光子可以增多，以输出激光。
激光器的结构激光器一般包括三个部分。
1、激光工作介质激光的产生必须选择合适的工作介质，可以是气体、液体、固体或半导体。
在这种介质中可以实现粒子数反转，以制造获得激光的必要条件。
显然亚稳态能级的存在，对实现粒图二 原子内电子的跃迁过图三 粒子数反转的状子数反转世非常有利的。
现有工作介质近千种，可产生的激光波长包括从真空紫外道远红外，非常广泛。
2、激励源为了使工作介质中出现粒子数反转，必须用一定的方法去激励原子体系，使处于上能级的粒子数增加。
一般可以用气体放电的办法来利用具有动能的电子去激发介质原子，称为电激励；也可用脉冲光源来照射工作介质，称为光激励；还有热激励、化学激励等。
各种激励方式被形象化地称为泵浦或抽运。
为了不断得到激光输出，必须不断地“泵浦”以维持处于上能级的粒子数比下能级多。
3、谐振腔有了合适的工作物质和激励源后，可实现粒子数反转，但这样产生的受激辐射强度很弱，无法实际应用。
于是人们就想到了用光学谐振腔进行放大。
所谓光学谐振腔，实际是在激光器两端，面对面装上两块反射率很高的镜。
一块几乎全反射，一块光大部分反射、少量透射出去，以使激光可透过这块镜子而射出。
被反射回到工作介质的光，继续诱发新的受激辐射，光被放大。
因此，光在谐振腔中来回振荡，造成连锁反应，雪崩似的获得放大，产生强烈的激光，从部分反射镜子一端输出。
下面以红宝石激光器为例来说明激光的形成。
工作物质是一根红宝石棒。
红宝石是掺入少许3价铬离子的三氧化二铝晶体。
实际是掺入质量比约为0.05%的氧化铬。
由于铬离子吸收白光中的绿光和蓝光，所以宝石呈粉红色。
1960年梅曼发明的激光器所产用的红宝石是一根直径0.8cm、长约8cm的圆棒。
两端面是一对平行平面镜，一端镀上全反射膜，一端有10%的透射率，可让激光透出。
红宝石激光器中，用高压氙灯作“泵浦”，利用氙灯所发出的强光激发铬离子到达激发态E3，被抽运到E3上的电子很快（～10-8s）通过无辐射跃迁到E2。
E2是亚稳态能级，E2到E1的自发辐射几率很小，寿命长达10-3s，即允许粒子停留较长时间。
于是，粒子就在E2上积聚起来，实现E2和E1两能级上的粒子数反转。
从E2到E1受激发射的波长是694.3nm 的红色激光。
由脉冲氙灯得到的是脉冲激光，每一个光脉冲的持续时间不到1ms，每个光脉冲能量在10J以上；也就是说，每个脉冲激光的功率可超过10kW的数量级。
注意到上述铬离子从激发到发出激光的过程中涉及到三条能级，故称为三能级系统。
由于在三能级系统中，下能级E1是基态，通常情况下积聚大量原子，所以要达到粒子数反转，要有相当强的激励才行。
从上面的叙述中我们注意到，激光器要工作必须具备三个基本条件，即激光物质、光谐振器和泵浦源，其基本结构如图四所示。
图四激光器结构图通过泵浦源将能量输入激光物质，使其实现粒子数反转，由自发辐射产生的微弱的光在激光物质中得以放大，由于激光物质两端放置了反射镜，有一部分符合条件的光就能够反馈回来再参加激励，这时被激励的光就产生振荡，经过多次激励，从右端反射镜中投射出来的光就是单色性、方向性、相干性都很好的高亮度的激光。
不同类型的激光器在发光物质、反射镜以及泵浦源等方面所用材料有所区别，下文提到的各种激光器也正是基于这些不同进行分类的。
激光器的种类对激光器有不同的分类方法，一般按工作介质的不同来分类，在可以分为固体激光器、气体激光器、液体激光器和半导体激光器。
1、固体激光器一般讲，固体激光器具有器件小、坚固、使用方便、输出功率大的特点。
这种激光器的工作介质是在作为基质材料的晶体或玻璃中均匀掺入少量激活离子，除了前面介绍用红宝石和玻璃外，常用的还有钇铝石榴石（Y AG）晶体中掺入三价钕离子的激光器，它发射1060nm 的近红外激光。
固体激光器一般连续功率可达100W以上，脉冲峰值功率可达109W。
2、气体激光器气体激光器具有结构简单、造价低；操作方便；工作介质均匀，光束质量好；以及能长时间较稳定地连续工作的有点。
这也是目前品种最多、应用广泛的一类激光器，占有市场达60％左右。
其中，氦－氖激光器是最常用的一种。
3、半导体激光器半导体激光器是以半导体材料作为工作介质的。
目前较成熟的是砷化镓激光器，发射840nm的激光。
另有掺铝的砷化镓、硫化铬硫化锌等激光器。
激励方式有光泵浦、电激励等。
这种激光器体积小、质量轻、寿命长、结构简单而坚固，特别适于在飞机、车辆、宇宙飞船上用。
在70年代末期，由于光纤通讯和光盘技术的发展大大推动了半导体激光器的发展。
4、液体激光器常用的是染料激光器，采用有机染料为工作介质。
大多数情况是把有机染料溶于溶剂中（乙醇、丙酮、水等）中使用，也有以蒸气状态工作的。
利用不同染料可获得不同波长激光（在可见光范围）。
染料激光器一般使用激光作泵浦源，例如常用的有氩离子激光器等。
液体激光器工作原理比较复杂。
输出波长连续可调，且覆盖面宽是它的优点，使它也得到广泛应用。
激光简史和我国的激光技术自爱因斯坦1917年提出受激辐射概念后，足足经过了40年，直到1958年，美国两位微波领域的科学家汤斯（C.H.Townes）和肖洛（A.I.Schawlaw）才打破了沉寂的局面，发表了著名论文《红外与光学激射器》，指出了受激辐射为主的发光的可能性，以及必要条件事实现“粒子数反转”。
他们的论文史在光学领域工作的科学家马上兴奋起来，纷纷提出各种实现粒子数反转的实验方案，从此开辟了崭新的激光研究领域。
同年苏联科学家巴索夫和普罗霍罗夫发表了《实现三能级粒子数反转和半导体激光器建议》论文，1959年9月汤斯又提出了制造红宝石激光器的建议……1960年5月15日加州休斯实验室的梅曼（T.H.Maiman）制成了世界上第一台红宝石激光器，获得了波长为694.3nm 的激光。
梅曼是利用红宝石进体做发光材料，用发光密度很高的脉冲氙灯做激发光源（如图所示），实际他的研究早在1957年就开始了，多年的努力终于活动了历史上第一束激光。
1964年，汤斯、巴索夫和普罗霍夫由于对激光研究的贡献分享了诺贝尔物理学奖。
中国第一台红宝石激光器于1961年8月在中国科学院长春光学精密机械研究所研制成功。
这台激光器在结构上比梅曼所设计的有了新的改进，尤其是在当时我国工业水平比美国低得多，研制条件十分困难，全靠研究人员自己设计、动手制造。
激光入门知识讲解
激光入门知识一、激光产生原理1、普通光源的发光--受激吸收和自发辐射普通常见光源的发光（如电灯、火焰、太阳等地发光）是由于物质在受到外来能量（如光能、电能、热能等）作用时，原子中的电子就会吸收外来能量而从低能级跃迁到高能级，即原子被激发。
激发的过程是一个"受激吸收"过程。
处在高能级（E2)的电子寿命很短（一般为10－8～10－9秒），在没有外界作用下会自发地向低能级（E1）跃迁，跃迁时将产生光（电磁波）辐射。
辐射光子能量为hυ=E2-E1这种辐射称为自发辐射。
原子的自发辐射过程完全是一种随机过程，各发光原子的发光过程各自独立，互不关联，即所辐射的光在发射方向上是无规则的射向四面八方，另外未位相、偏振状态也各不相同。
由于激发能级有一个宽度，所以发射光的频率也不是单一的，而有一个范围。
在通常热平衡条件下，处于高能级E2上的原子数密度N2，远比处于低能级的原子数密度低，这是因为处于能级E的原子数密度N的大小时随能级E的增加而指数减小，即N∝exp(-E/kT)，这是著名的波耳兹曼分布规律。
于是在上、下两个能级上的原子数密度比为N2/N1∝exp{-(E2-E1)/kT}式中k为波耳兹曼常量，T为绝对温度。
因为E2>E1，所以N2《N1。
例如，已知氢原子基态能量为E1＝－13.6eV，第一激发态能量为E2=-3.4eV，在20℃时，kT≈0.025eV，则N2/N1∝exp（－400）≈0可见，在20℃时，全部氢原子几乎都处于基态，要使原子发光，必须外界提供能量使原子到达激发态，所以普通广义的发光是包含了受激吸收和自发辐射两个过程。
一般说来，这种光源所辐射光的能量是不强的，加上向四面八方发射，更使能量分散了。
2、受激辐射和光的放大由量子理论知识知道，一个能级对应电子的一个能量状态。
电子能量由主量子数n(n=1,2,…）决定。
但是实际描写原子中电子运动状态，除能量外，还有轨道角动量L和自旋角动量s，它们都是量子化的，由相应的量子数来描述。
《激光》 讲义
《激光》讲义一、激光的基本概念激光，这个在现代科技中熠熠生辉的名词，想必大家都有所耳闻。
但它到底是什么呢？简单来说，激光是一种具有高度单色性、相干性和方向性的光。
我们先来说说单色性。
普通的光，比如太阳光，包含了各种波长，所以呈现出多种颜色。
而激光则几乎只有一个特定的波长，这就使得它的颜色非常纯粹。
相干性又是什么呢？想象一下很多人一起整齐划一地走路，步伐一致，这就是相干。
激光中的光波就像这样，它们的振动频率和相位都高度一致，这让激光具有非常稳定和强大的能量。
方向性就更好理解了。
普通的光源向四面八方发光，能量分散。
而激光几乎是沿着一条直线传播，就像一支笔直的箭，能够精准地到达目标。
二、激光的产生原理激光的产生依靠的是一种叫做“受激辐射”的过程。
在一个充满特定物质（称为“增益介质”）的容器中，这些物质的原子或分子处于不同的能量状态。
当外部能量（比如通过电流或光照）输入时，一些原子会被激发到高能态。
处于高能态的原子并不稳定，它们会想要回到低能态。
而在这个过程中，就会释放出光子。
如果这些光子在传播过程中，又碰到了其他处于高能态的原子，就会引发这些原子也以相同的频率、相位和方向释放出光子，从而实现光的放大。
为了让激光能够稳定地产生，还需要一些辅助的装置，比如谐振腔。
它就像是一个筛选器，只让特定方向和频率的光不断来回反射，增强，最终形成强大的激光束。
三、激光的特性激光具有很多独特的特性，这使得它在众多领域都有广泛的应用。
首先是高强度。
由于激光的能量高度集中，所以可以在很小的区域内产生极高的功率密度，能够用于切割、焊接等加工工艺。
其次是高方向性。
这使得激光可以传播很远的距离而不发散，被用于激光通信、测距等领域。
还有高相干性。
这一特性使得激光在干涉测量、全息摄影等方面发挥着重要作用。
另外，激光的单色性也很有价值。
在光谱分析、医学诊断等领域，能够提供非常精确的信息。
四、激光的应用领域1、工业领域在工业生产中，激光切割和焊接是常见的应用。
激光设备技术人员基本技能培训资料
激光设备技术人员基本技能培训资料总纲:1.激光基本理论2.设备运行原理机构造3.设备的使用及参数调节4.打标软件的使用及参数的含义5.coreldraw9&AutoCAD软件的作图6.激光光路的调整及耗材的使用7.打标工艺的制作8.设备的保养及维护一激光基本理论光学基本概念：光的量子学说认为，光是一种以光速c运动的光子流。
光子和其他基本粒子一样，具有能量，动量和质量。
它同时也具有波动属性（频率，波矢，偏振等）所以光是同广播，射线一样的电磁波，激光也是如此，具有电磁波的一切通性，比如频率，波长，成像，反射，折射，偏振，散射，衍射等特性电磁波的划分可见光的波长在400－700nm，人眼最易感受的是555nm的黄绿光，光的波长变短，光子的能量增大。
自然光和激光的区别：相干性，激光是相位确定的光，这种光称作相干光。
激光的特性：高亮度激光器的亮度是太阳光亮度值的106倍，这是因为激光的发光截面，立体发散角都很小，而输出功率又很大的缘故。
高方向性高方向性是指光束的发散角很小，能够使激光传递较长距离的同时，还能保证聚焦到极高的功率密度，其中基模，高斯模的光束直径和发散角最小。
高单色性单色性即指激光光谱线的线宽很窄，高单色性才能保证光束的精确聚焦，得到很高的功率密度。
高相干性相干性主要描述光波各个部分的相位关系，有空间相干性和时间相干性。
激光产生的原理：原子能级如果粒子获取外部能量从下能级激发至上能级，即使不受外部的任何刺激，处于激发能级的原子，分子都会自发的跃迁到基态，此时释放出相当于能量为两能级之差，为vnm的光子自激辐射如果粒子获取外部能量从下能级激发至上能级，即使不受外部的任何刺激，处于激发能级的原子，分子都会自发的跃迁到基态，此时释放出相当于能量为两能级之差，为vnm的光子受激辐射若处于激发态的原子在自发辐射之前，受到相当于两个能级间频率为vnm的外来光子的作用，则会受激并沿入射光方向辐射出光子反转分布将高能级上的原子密度大于低能级上的原子密度的状态称为反转分布光学谐振腔为了使光在介质中能够多次往复运动，在激光介质的两侧各放置一块反射镜，通过校正反射镜的光轴，使光在介质中能够多次往复运动，以此不断放大，当光增益超过镜面和介质中的损耗时，便形成了振荡，以上使光的电磁场始终维持在内部的装置称为光学谐振腔模式纵模和横模通常把腔内光场的分布分解为沿着光传播方向的分布（频率分布）和垂直于传播方向的某截面上的分布（光强分布）分别称作纵模和横模在形成稳定的激光振荡时，在光束横截面上的光强分布就是横模，记做TEMmn模式，m表示水平n表示垂直，光强分布为高斯函数。
14激光的基本知识
因此可见，形成粒子数反转是产生激光或激光放大的 必要条件，为了形成粒子数反转，须要对发光物质输入能 量，我们称之一过程为激励、抽运或者泵浦。
二、激光器构造
➢激光工作物质 ➢泵浦源 ➢光学谐振腔
（一）激光工作物质 激活粒子：为了形成稳定的激光，首先必须要有能够形成 粒子数反转的发光粒子。激活粒子可以是分子、原子或离 子 基质：这些激活粒子有些可以独立存在，有些则必须依附 于某些材料中。为了激活粒子提供寄存场所的材料成为基 质，它们可以是固体或液体。
受激辐射产生的光子是相干的。常温条件或对发光物 质无激发的情况下，发光粒子处于下能级E1的粒子数密度 n1大于处于上能级E2的粒子数密度n2。此时当有频率等于 ν=（E2-E1）/h的一束光通过发光物质时，受激吸收将大 于受激辐射，故光强减弱。
粒子数反转：如果采取诸如用光照、放电等方法从外界不 断地向发光物质输入能量，把出入下能级的发光粒子激发 到上能级上去，便可以使上能级E2的粒子数密度超过下能 级E1的粒子数密度，我们称这种状态为粒子数反转。 激光放大器的基本原理：只要使发光物质处在粒子数反转 的状态，受激辐射就会大于受激吸收。当频率为ν的光束 通过发光物质，光强就会得到放大。这便是激光放大器的 基本原理。 激光振荡器或简称激光器的基本原理：即便没有入射光， 只要发光物质中有一个频率合适的光存在，便可象连锁反 应一样，迅速产生大量相同的光子，形成激光。这就是激 光振荡器或简称激光器的基本原理。
到达E3能级，就很容易实现粒子数反转，经受激辐射后到 达E2的粒子可迅速通过非受激辐射跃迁回到基态E1。例如 气体激光器中的氩离子激光器的激活粒子——氩离子就属
于此类能级系统。
（二）四能级系统 下图画出两种四能级系统的示意图。
（a）图：E1是基态；E4能级寿命很短，抽运的激活粒子 立即通过非பைடு நூலகம்射跃迁的方式到达E3能级；E3能级的寿命 比E4长为亚稳态，作激光的上能级；E2能级寿命很短，热 平衡是基本上是空的，作为激光下能级用，E2能级上的 粒子主要也是通过非辐射跃迁回到基态。
《激光》 讲义
《激光》讲义一、激光的定义和基本原理激光，全称为“受激辐射光放大”（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation），是一种具有高度相干性、单色性和高强度的光源。
其基本原理基于原子或分子的能级结构。
在普通光源中，原子或分子的发光是自发的，各个原子或分子的发光过程相互独立，频率、相位和方向都是随机的。
而在激光中，通过外部能源（如电能、光能等）的激励，使得处于高能级的原子或分子数量超过低能级的数量，这种状态被称为“粒子数反转”。
当具有一定频率的光子与处于高能级的原子或分子相互作用时，会引发受激辐射。
受激辐射产生的光子与入射光子具有相同的频率、相位和传播方向，从而实现了光的放大。
为了实现稳定的激光输出，还需要一个光学谐振腔。
光学谐振腔由两个反射镜组成，使得光在其中来回反射，只有满足特定频率和相位条件的光才能形成稳定的振荡并从谐振腔中输出。
二、激光的特性1、高度相干性相干性是指光波在时间和空间上的相位关系。
激光具有高度的时间相干性和空间相干性。
时间相干性意味着激光的光波在时间上具有非常稳定的相位关系，这使得激光在干涉测量、光谱分析等领域具有重要应用。
空间相干性则表示激光在空间上的各点具有相同的相位，使得激光可以聚焦成非常小的光斑，用于高精度的加工和医疗等领域。
2、单色性激光的单色性非常好，即其波长或频率的范围非常窄。
这使得激光在光谱学、通信等领域能够提供非常精确的频率标准。
3、高强度激光能够在很小的空间内集中大量的能量，从而具有极高的强度。
这使得激光在材料加工、激光武器、核聚变等领域发挥着重要作用。
三、激光的产生方式1、气体激光器常见的气体激光器有氦氖激光器、二氧化碳激光器等。
以氦氖激光器为例，它利用氦气和氖气的混合气体，通过放电激发实现粒子数反转，产生激光。
二氧化碳激光器则常用于工业加工，其输出功率较大。
2、固体激光器固体激光器的工作物质通常是晶体或玻璃，如红宝石激光器、钕玻璃激光器等。
《激光基础知识》课件
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汇报人：PPT
原理：通过发射激 光束并接收反射信 号，测量距离和速 度
应用：自动驾驶、 机器人、测绘等 领域
优势：精度高、 速度快、抗干扰 能力强
发展趋势：小型 化、低成本、高 可靠性
激光手术：用于眼科、皮肤科、 牙科等手术
激光治疗：用于癌症、心血管 疾病等疾病的治疗
激光诊断：用于医学影像、病 理诊断等领域
激光美容：用于皮肤美容、整 形等领域
激光的产生：通过受激辐射产生光子，形成激光 激光的特性：单色性、相干性、方向性和亮度高 激光的应用：通信、医疗、工业、军事等领域 激光的安全：激光操作需要遵守安全规定，防止眼睛和皮肤受到伤害
方向性好：激光束在传播过程中几乎不发散，具有很高的方向性。 亮度高：激光的亮度比普通光源高出数亿倍，甚至更高。 单色性好：激光的波长非常单一，具有很高的单色性。 相干性好：激光的相干性非常好，可以产生干涉、衍射等光学现象。
工业领域：激光切割、激光 焊接、激光打标等
医疗领域：激光手术、激光 美容等
科研领域：激光测距、激光 雷达、激光通信等
娱乐领域：激光投影、激光 表演等
激光的产生与控制
激光的产生原理： 受激辐射
激光的产生过程： 原子或分子吸收 能量后，从低能 级跃迁到高能级， 再跃迁回低能级， 释放出光子
激光的波长：取 决于产生激光的 原子或分子的能 级差
激光对生物体的影响主要体现在热效应、光化学 效应和生物效应三个方面。
热效应：激光照射生物体时，生物体吸收激光能 量，产生热效应，导致生物体组织温度升高，甚 至烧伤。
光化学效应：激光照射生物体时，生物体 吸收激光能量，产生光化学效应，导致生 物体组织发生化学反应，甚至破坏生物体 组织。
激光和光子基础知识培训课件
3/9/2021
激光和光子基础知识
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24
长脉冲532激光(倍频KTPNd:YAG)
• 优点：波长覆盖血红蛋白的吸收峰值，选择性好，有理想的 脉冲宽度
• 缺陷：穿透深度有一定的局限性。 • 临床：面部毛细血管扩张、鲜红斑痣
3/9/2021
激光和光子基础知识
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脉冲染料585激光
• 优点：波长覆盖吸收峰值，选择性好。 • 缺陷：脉冲宽度过于窄小，穿透深度不理想 • 临床：面部毛细血管扩张、鲜红斑痣
素沉着
3/9/2021
激光和光子基础知识
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红色激光
• 穿透较深 • 可用来治疗表皮和真皮的色素性疾病 • 氧合血红蛋白吸收差，形成紫癜和色
素沉着风险较低
3/9/2021
激光和光子基础知识
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近红外激光
• 穿透深 • 对深色皮肤人种治疗有优势 • 治疗文身和太田痣非常有效
3/9/2021
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Mirror
激光介质：气体激光、染料激光、固体激光、化学激光、半导体激光
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激光和光子基础知识
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Laser Types Holmium
Excimer
KTP
Nd:YAG Er:YAG
190 - 390 488 - 514
532 577-630
694 755 1064 2100 2940 10600
激光和光子基础知识
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Spontaneous Emission
e¯
P1
+
e¯ +
P1
+
e¯
P1
3/9/2021
激光基础培训
激光器类型
对激光器有不同的分类方法，一般按工作介质的不同来分类，
• 可以分为固体 激光器、气体激光器、液体激光器和半导体激光器。另外， 根据激光输出方式的不同 又可分为连续激光器和脉冲 激光器，其中脉冲激光的峰值功率可以非常大，还可以按 发光的频率和 发光功率大小分类。 • 其中我们固体使用的激光器就是固体激光器，通过 Q 开关调制的 准连续 激光器。一般讲，固体激光器具有器件小、坚固、使用方便、输出功率大 的特 点。这种激光器的工作介质是在作为基质材料的晶体或玻璃中均匀掺 入少量激活离 子，除了前面介绍用红宝石和玻璃外，常用的还有钇铝石榴 石（YAG）晶体中掺入三 价钕离子的激光器，它发射1060nm的近红外激光 。固体激光器一般连续功率可达100W 以上，脉冲峰值功率可达几百KW。
时的状态称就是 粒子数反转。其产生的结果就导致使通过受激辐射由亚稳回到基态 （E1）的原子，比 通过受激吸收由基态跃迁至亚稳态的原子为多，从而保证介质内 的光子可以增多，从 而形成激光。这就是典型的激光三能级系统。 • • 当粒子受外界能量激励从E1到E3，由于E3能级寿命短，很快转移到上， 因能级E2为亚稳态，在E2、E1间实现粒子数反转分布。由于下能级E1为基 态，通 常总是积聚着大量的粒子，因此要实现粒子数反转，必须将半数以
激光能够做什么？
• 激光因具有良好的单色性、相干性和极佳的方向性三大特点，特别适 用于材料加工。激光 加工是激光应用最有发展前途的领域，现在已开发出 20 多种激光加工技术。 • 激光的空间控制性和 时间控制性很好，对加工对象的材质、形状、 尺寸和加工环境的自由度都很大，特别适用于自动化加工。 • 激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备，已成 为企业实行适 时生产的关键技术，为优质、高效和低成本的加工生产开辟 了广阔的前景。 • 目前已成熟的激光加 工技术包括：激光打标技术、激光切割技术、 激光焊接技术、激光快速成形技术、激光打孔技术、 激光去重平衡技术 、激光蚀刻技术、激光微调技术、激光存储技术、激光划线技术、激光清 洗技 术、激光热处理和表面处理技术。
激光基本知识培训LASER Training
4、防护措施
增加防护罩，封闭激光路经 连锁装置 标签警示 排烟管排放废气 SOPs(作业指导书） 培训 健康监测 维修：LOTO(挂牌上锁），使用防护眼镜
增加防护罩，封闭激光路经
目前公司所有的切割机都 安装了防护罩， 使切割 工作以及激光路径都封闭 在防护罩内
连锁装置
维修：LOTO(挂牌上锁），使用防护眼镜
在维修的过程中， 控制电源、并进 行警示
要求：光透射 性好、 佩戴 舒适、针对激 光的波长
为了防止激光 的暴露,每个机 台安装了连锁 装置。并由计 算机控制（安 全门无效）。
标签警示
目前公司激 光的标签主 要有三个内 容：激光等 级、危险警 告、激光标 示
排烟管排放废气
排烟管排除切 割产生的粉 尘 排烟管
健康监测
• 在开始激光作业之前 • 在疑似受伤/事件以后 • 在激光作业完成后
激光基本知识培训
2005.2
1、激光的基本知识
• 1、激光的产生： • 一般激光器是由具有亚稳态能级的工作物 质(激发的介质)、激励能源和光学谐振腔三 部分组成。
激光的基本知识
• 2、 激光的特性 三好:单色性好、相干性好、方向性好 一高:亮度高(高能量） • 单色性：
Ordinary light Red Green Blue Violet Laser beam
3、激光的危害等级
• 级别以及防护： • ANSI将激光分为1—4级，级别越高，危害越大。 • 1级：在合理可预见的工作条件下是安全的激光器 如划线或激光打印机（注：在1类，系统含有高等级激光， 但被保护起来） 使用过程中，没有危害控制要求 • 2级：可见光激光，通常可由包括眨眼反射在内的回避反 应提供保护（能量<1MW ） • 3a级：用光学装置直接进行3a类的光束内室观察可能是危 险的（能量1--5MW ） • 所需要的最小危害控制措施：如果激光暴露超过最大允许 照射量，则要提供防护用品给员工，不要直视激光的光束。
调Q激光培训
02 治疗流程
术前准备
咨询
禁忌症 知情同意书 相关事宜
清洁治疗 部位
拍照
麻醉 消毒
02 治疗流程
术前准备
禁忌症
1、光敏患者或正在服用光敏剂的患者 2、瘢痕体质 3、在治疗前一个月接受过阳光暴晒或治疗后一个月即将 接
受阳光暴晒的患者 4、治疗部位有感染的患者 5、严重疾病如：心脏病、癫痫、糖尿病、高血压的患者 6、怀疑皮肤有恶性病变的患者 7、怀有不现实期望的患者 8、孕妇
4.0-5.0
2-3次
3次
5-8次 5-8次 8-10次 5-8次
8-10次
间隔
4-8周 4-8周 12周 13周 2周 12-24周
4-5周
终点反应
治疗部位发白，稍微红肿 治疗部位发白，稍微红肿
治疗部位发白，红肿 治疗部位发白，红肿
治疗部位微微发红 治疗部位轻微红肿，可见轻微渗血
治疗部位微微发红
术后护理
03
设备维护
03 设备维护
系统外观检查：全面检查设备外观，确保线路完整无损，连接紧密 牢固，建议每周执行一次，以保障设备稳定运行。
冷却系统检查：细致检查冷却系统通风口，确保无灰尘遮挡，保持 空气流通顺畅，同样建议每周一次，预防过热风险。
检查配件：每次使用前，逐一检查所有配件是否完好无缺，确保治 疗过程顺利进行。
03
调节能量
根据治疗部位的终点反 应 进行能量调节，一 般选择 能出治疗终点 反应的最低 能量
02 治疗流程
波长（nm）
适应症
能量参考
能量密度J/cm²
疗程
532 1064
老年斑
雀斑、咖啡斑
红色纹身 黑色蓝色纹身