激光晶体的主要元素

激光晶体所用的激活离子主要为过渡族金属离子和三价稀土离子。过渡族金属离子的光学电子是处于外层的3d电子，在晶体中这种光学电子易受到周围晶场的直接作用，所以在不同结构类型的晶体中，其光谱特性有很大差异。三价稀土离子的4f电子受到5s和5p外层电子的屏蔽作用，使晶场对其作用减弱，但晶场的微扰作用使本来禁戒的4f电子跃迁成为可能，产生窄带的吸收和荧光谱线。所以三价稀土离子在不同晶体中的光谱不像过渡族金属离子变化那么大。激光晶体所用的基质晶体主要有氧化物和氟化物。作为基质晶体除要求其物理化学性能稳定，易生长出光学均匀性好的大尺寸晶体，且价格便宜，但要考虑它与激活离子间的适应性，如基质阳离子与激活离子的半径、电负性和价态应尽可能接近。此外，还要考虑基质晶场对激活离子光谱的影响。对于某些具有特殊功能的基质晶体，掺入激活离子后能直接产生具有某种特性的激光，如在某些非线性晶体中，激活离子产生激光后通过基质晶体能直接转换成谐波输出。使用较多的是：Nd:YAG, Nd:YVO4

红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800 年发现，又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。也可以当作传输之媒界。 太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为075～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为075～150μm之间；中红外线，波长为150～60μm之间；远红外线，波长为60～l000μm 之间。

真正的红外线夜视仪是光电倍增管成像，与望远镜原理全完不同，白天不能使用，价格昂贵且需电源才能工作。

红外线的物理性质

在光谱中波长自076至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（－273℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。

近红外线或称短波红外线，波长076～15微米，穿入人体组织较深,约5～10毫米；远红外线或称长波红外线，波长15～400微米，多被表层皮肤吸收，穿透组织深度小于2毫米。

红外线的生理作用和治疗作用

人体对红外线的反射和吸收

红外线照射体表后，一部分被反射，另一部分被皮肤吸收。皮肤对红外线的反射程度与色素沉着的状况有关，用波长09微米的红外线照射时，无色素沉着的皮肤反射其能量约60％；而有色素沉着的皮肤反射其能量约40％。长波红外线（波长15微米以上）照射时，绝大部分被反射和为浅层皮肤组织吸收，穿透皮肤的深度仅达005～2 毫米，因而只能作用到皮肤的表层组织；短波红外线（波长15微米以内）以及红色光的近红外线部分透入组织最深，穿透深度可达10毫米，能直接作用到皮肤的血管、淋巴管、神经末梢及其他皮下组织。

红外线红斑

足够强度的红外线照射皮肤时，可出现红外线红斑，停止照射不久红斑即消失。大剂量红外线多次照射皮肤时，可产生褐色大理石样的色素沉着，这与热作用加强了血管壁基底细胞层中黑色素细胞的色素形成有关。

红外线的治疗作用

红外线治疗作用的基础是温热效应。在红外线照射下，组织温度升高，毛细血管扩张，血流加快，物质代谢增强，组织细胞活力及再生能力提高。红外线治疗慢性炎症时，改善血液循环，增加细胞的吞噬功能，消除肿胀，促进炎症消散。红外线可降低神经系统的兴奋性，有镇痛、解除横纹肌和平滑肌痉挛以及促进神经功能恢复等作用。在治疗慢性感染性伤口和慢性溃疡时，改善组织营养，消除肉芽水肿，促进肉芽生长，加快伤口愈合。红外线照射有减少烧伤创面渗出的作用。红外线还经常用于治疗扭挫伤，促进组织肿张和血肿消散以及减轻术后粘连，促进瘢痕软化，减轻瘢痕挛缩等。

红外线对眼的作用

由于眼球含有较多的液体，对红外线吸收较强，因而一定强度的红外线直接照射眼睛时可引起白内障。白内障的产生与短波红外线的作用有关；波长大于15微米的红外线不引起白内障。

光浴对机体的作用

光浴的作用因素是红外线、可见光线和热空气。光浴时，可使较大面积，甚至全身出汗，从而减轻肾脏的负担，并可改善肾脏的血液循环，有利于肾功能的恢复。光浴作用可使血红蛋白、红细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、嗜酸粒细胞增加，轻度核左移；加强免疫力。局部浴可改善神经和肌肉的血液供应和营养，因而可促进其功能恢复正常。全身光浴可明显地影响体内的代谢过程，增加全身热调节的负担；对植物神经系统和心血管系统也有一定影响。

设备与治疗方法

红外线光源

1 红外线辐射器

将电阻丝缠在瓷棒上，通电后电阻丝产热，使罩在电阻丝外的碳棒温度升高（一般不超过500℃），发射长波红外线为主。

红外线辐射器有立地式和手提式两种。立地式红外线辐射器的功率可达600～1000瓦或更大。

近年我国一些地区制成远红外辐射器供医用，例如有用高硅氧为元件，制成远红外辐射器。

2 白炽灯

在医疗中广泛应用各种不同功率的白炽灯泡做为红外线光源。灯泡内的钨丝通电后温度可达2000～2500℃。

白炽灯用于光疗时有以下几种形式：

立地式白炽灯：用功率为250～1000W的白炽灯泡，在反射罩间装一金属网，以为防护。立地式白炽灯，通常称为太阳灯。

手提式白炽灯：用较小功率（多为200W以下）的白炽灯泡，安在一个小的反射罩内，反射罩固定在小的支架上。

3 光浴装置

可分局部或全身照射用二种。根据光浴箱的大小不同，在箱内安装40～60W的灯泡6～30个不等。光浴箱呈半圆形，箱内固定灯泡的部位可加小的金属反射罩。全身光浴箱应附温度计，以便观察箱内温度，随时调节。

红外线治疗的操作方法

1 患者取适当体位，裸露照射部位。

2 检查照射部位对温热感是否正常。

3将灯移至照射部位的上方或侧方，距离一般如下：

功率500W以上，灯距应在50～60cm以上；功率250～300W，灯距在30～40cm；功率200W以下，灯距在20cm左右。

4应用局部或全身光浴时，光浴箱的两端需用布单遮盖。通电后3～5分钟，应询问患者的温热感是否适宜；光浴箱内的温度应保持在40～50℃。

5 每次照射15～30分钟，每日1～2次，15～20次为一疗程。

6治疗结束时，将照射部位的汗液擦干，患者应在室内休息10～15分钟后方可外出。

[附]注意事项

（1）治疗时患者不得移动体位，以防止烫伤。

（2）照射过程中如有感觉过热、心慌、头晕等反应时，需立即告知工作人员。

（3）照射部位接近眼或光线可射及眼时，应用纱布遮盖双眼。

（4）患部有温热感觉障碍或照射新鲜的瘢痕部位、植皮部位时，应用小剂量，并密切观察局部反应，以免发生灼伤。

（5）血循障碍部位，较明显的毛细血管或血管扩张部位一般不用红外线照射。

照射方式的选择和照射剂量

1 不同照射方式的选择

红外线照射主要用于局部治疗，在个别情况下，如小儿全身紫外线照射时也可配合应用红外线做全身照射。局部照射如需热作用较深，则优先选用白炽灯（即太阳灯）。治疗慢性风湿性关节炎可用局部光浴；治疗多发性末梢神经炎可用全身光浴。

2 照射剂量 决定红外线治疗剂量的大小，主要根据病变的特点、部位、患者年龄及机体的功能状态等。红外线照射时患者有舒适的温热感，皮肤可出现淡红色均匀的红斑，如出现大理石状的红斑则为过热表现。皮温以不超过45℃为准，否则可致烫伤。

主要适应症和禁忌症

（一）适应症

风湿性关节炎，慢性支气管炎，胸膜炎，慢性胃炎，慢性肠炎，神经根炎，神经炎，多发性末梢神经炎，痉挛性麻痹、弛缓性麻痹，周围神经外伤，软组织外伤，慢性伤口，冻伤，烧伤创面，褥疮，慢性淋巴结炎，慢性静脉炎，注射后硬结，术后粘连，瘢痕挛缩，产后缺乳，乳头裂，外阴炎，慢性盆腔炎，湿疹，神经性皮炎，皮肤溃疡等。

（二）禁忌证

有出血倾向，高热，活动性肺结核，重度动脉硬化，闭塞性脉管炎等。

[附]处方举例

（1）红外线照射双膝关节

灯距40cm，30分钟，每日一次，7次。

适应症：慢性风湿性关节炎

（2）红外线照射右侧胸廓（下半部）

灯距50cm，20分钟，每日一次，8次。

适应症：右侧干性胸膜炎

(3) 太阳灯照射腰骶部

灯距40cm，20～30分钟，每日一次，6次。

适应症：腰骶神经根炎

（4）全身光浴

箱内温度40～45℃，20～30分钟，每日一次，8次。

适应症：多发性末梢神经炎

（5）左小腿局部光浴

20～30分钟，每日一次，8次。

适应症：左侧腓总神经外伤

红外线污染

红外线近年来在军事、人造卫星以及工业、卫生、科研等方面的应用日益广泛，因此红外线污染问题也随之产生。红外线是一种热辐射，对人体可造成高温伤害。较强的红外线可造成皮肤伤害，其情况与烫伤相似,最初是灼痛,然后是造成烧伤。红外线对眼的伤害有几种不同情况,波长为7500～13000埃的红外线对眼角膜的透过率较高，可造成眼底视网膜的伤害。尤其是11000埃附近的红外线,可使眼的前部介质(角膜晶体等)不受损害而直接造成眼底视网膜烧伤。波长 19000埃以上的红外线,几乎全部被角膜吸收,会造成角膜烧伤（混浊、白斑）。波长大于 14000埃的红外线的能量绝大部分被角膜和眼内液所吸收,透不到虹膜。只是13000埃以下的红外线才能透到虹膜，造成虹膜伤害。人眼如果长期暴露于红外线可能引起白内障。

红外线可以人为制造,自然界中也广泛存在,一般的生物都会辐射出红外线,体现出来的宏观效应就是热度

我们知道,热产生的原因,是组成物质的粒子做不规则运动这个运动同时也辐射出电磁波,这些电磁波大部分都是红外线

1太阳光到了晚上的确是几乎没有了,但是地球上的物质都会辐射红外线,有的强烈有的平静红外线照相是通过接收各种物质发出的红外线,再把他们展现出来,但是其本身不是通过发出红外线来照相的

2红外线透视和夜视是分别利用了红外线的不同性质前面的夜视是因为人的肉眼不能看见红外线,而特殊设计的照相机和夜视仪却专门接受红外线所以会出现我们觉得一片漆黑,相机却能拍到东西因为实际上到处都是红外线,对于红外照相机和夜视仪来讲是一片光明

透视则是利用红外线的波长比可见光要长,可以穿过一些可见光不能通过的面料(比如混棉和尼龙),所以通过一定的选择滤波,可以得到这些面料后面的图像

分析如下：

1、LED大灯其实就是直接把电能转化成光能，激光大灯就是把照明光源变成了激光。

2、LED大灯其实没有大家想的那么神秘，光源就是理工男们熟知的发光二极管，发光材料是固体半导体芯片。说白了，LED大灯其实就是直接把电能转化成光能的东西。

3、它的优缺点很明显，首先不可否认的一点就是寿命长，基本可以达到6-10万小时，是传统光源寿命的10倍，基本上不需要换灯具。而且节能环保、无辐射，反应也比较快。另外，体积比较小，所以可塑性也比较高，造型自然也比较多样。

4、作为灯厂的奥迪就经常搞出各种稀奇古怪的花样来~ 缺点显然就是成本高，以倒车灯为例，一个LED的倒车灯差不多要30块钱，而一个灯泡价格只要3块钱，这就是为什么总是中高配才有LED，钱毕竟还是花出去了嘛。除此之外，长时间照明需要考虑简单的散热设计，而LED的散热性不是很好，散热处理不好的话就容易光衰。而且行业里没有统一的标准，LED灯的质量是参次不齐的。

4、激光大灯应该算是进入了车灯的40时代了，说白了就是把照明光源变成了激光。一线品牌基本还是跟上了这个技术潮流的，比如宝马，比如“灯厂”奥迪，激光大灯技术目前也已经成型。当然有些人可能会问激光是不是会对人体有伤害，其实它发出来的蓝色激光在照射出来之前就已经自动转化成了无危害的白色。

5、越往上发展，灯的寿命自然越长，既然已经进化到40时代了，寿命自然比30时代的LED大灯要更长一些。激光大灯的亮度很高，能耗很低，可以照射到前面的任何障碍物，晚上开车的安全性自然是能提高不少。而且导向灵活，照射距离远，可以有指向性的照射到前面，距离能达到LED远光灯的两倍。 不过这些看上去很牛的优点，带来的必然就是制造成本超级高，毕竟现在基本只有豪车才敢涉足。另外，目前来说，矩阵式激光大灯远光灯不能关闭，但是有些国家明确规定了，禁止使用不能关闭的远光灯。所以有些国家目前还没有激光大灯。

扩展资料

1、激光大灯相对于传统LED大灯的优势是明显的，传统LED大灯每瓦的发光强度是100流明，而激光大灯达到了每瓦170流明。

2、激光大灯的光源——激光二极管（Laser diode）与发光二极管（LED）几乎诞生于同一时代，虽然激光二极管的大规模商业化应用要比LED稍晚些，但是其应用范围更加广泛，在测量、电子、通信、医学、加工等行业都有激光二极管的身影。

3、激光大灯拥有LED大灯大部分的优点，比如响应说速度快、亮度衰减低、体积小、能耗低、寿命长等等。相比LED大灯激光大灯在尤其在体积方面具有优势，单个激光二极管元件的长度已经可以做到10微米，仅为常规LED元件尺寸的1/100，这意味着，只要设计师愿意，传统汽车的大灯的尺寸可以大幅度缩小，这也许将为汽车前脸上各个元素的设计比例带来革命性的变化。

参考资料：

激光器一般由三个部分组成，固体激光器也不例外：

（1）工作物质 这是激光器的核心，只有能实现能级跃迁的物质才能作为激光器的工作物质。目前，激光工作物质已有数千种，激光波长已由X光远至红外光。例如氦氖激光器中，通过氦原子的协助，使氖原子的两个能级实现粒子数反转；

（2）激励能源（光泵） 它的作用是给工作物质以能量，即将原子由低能级激发到高能级的外界能量。 通过强光照射工作物质而实现粒子数反转的方法称为光泵法。例如红宝石激光器，是利用大功率的闪光灯照射红宝石（工作物质）而实现粒子数反转，造成了产生激光的条件。通常可以有光能源、热能源、电能源、化学能源等。

（3）光学共振腔 这是激光器的重要部件，其作用一是使工作物质的受激辐射连续进行；二是不断给光子加速；三是限制激光输出的方向。最简单的光学共振腔是由放置在氦氖激光器两端的两个相互平行的反射镜组成。当一些氖原子在实现了粒子数反转的两能级间发生跃迁，辐射出平行于激光器方向的光子时，这些光子将在两反射镜之间来回反射，于是就不断地引起受激辐射，很快地就产生出相当强的激光。这两个互相平行的反射镜，一个反射率接近100%，即完全反射。另一个反射率约为98%，激光就是从后一个反射镜射出的。激光器主要由三部分组成：工作物质、激励能源、谐振腔（共振腔）。如图：红宝石激光器的基本结构。

——固体激光器一般采用光激励源。工作物质多为掺有杂质元素的晶体或玻璃。最常见的固体激光器有红宝石激光器、钕玻璃激光器、掺钕钇铝石榴石激光器等，固体激光器输出能量高，小而坚固，在激光加工、激光武器等方面有重要应用。

激光调Q 的基本原理

调Q技术就是通过某种方法使腔的Q值随时间按一定程序变化的技术。在泵浦开始时使腔处在低Q值状态，即提高振荡阈值，使振荡不能生成，上能级的反转粒子数就可以大量积累，当积累到最大值（饱和值）时，突然使腔的损耗减小，Q值突增，激光振荡迅速建立起来，在极短的时间内上能级的反转粒子数被消耗，转变为腔内的光能量，在腔的输出端以单一脉冲形式将能量释放出来，于是就获得峰值功率很高的巨脉冲激光输出。

下面简述电光晶体调Q的工作原理。YAG晶体在氙灯的光泵下发射自然光，通过偏振棱镜后，变成沿x方向的线偏振光，若调制晶体上未加电压，光沿光轴通过晶体，其偏振状态不发生变化，经全反射镜反射后，再次（无变化的）通过调制晶体和偏振棱镜，电光Q开关处于“打开”状态。如果在调制晶体上施加电压，由于纵向电光效应，当沿x方向的线偏振光通过晶体后，经全反镜反射回来，再次经过调制晶体，偏振面相对于入射光偏转了900，偏振光不能再通过偏振棱镜，Q开关处于“关闭”状态。如果再氙灯敢开始点燃时，事先再调制晶体上加电压，使谐振腔处于“关闭”的低Q状态，阻断激光振荡形成。待激光上能级反转的粒子数积累到最大值时，突然撤去晶体上的电压，使激光器瞬间处于高Q值状态，产生血崩式的激光振荡，就可输出一个巨脉冲

熔深(rong shen)：指母材熔化部的最深位与母材表面之间的距离。

激光焊接体能量及其对焊缝熔深的影响：

激光焊接，特别是激光深熔焊接是一个非常复杂的物理化学过程，涉及到激光—材料—等离子体之间的相互作用。但是在激光焊接过程中影响并决定焊缝熔深等焊缝成型状况的是激光功率、焊接速度、离焦量及焦点尺寸等焊接规范参数，其中离焦量（在激光焊接中，一般用离焦量来表征激光光斑及焦点尺寸）是焊缝熔深的重要影响因素之一。

在电弧焊中，人们常采用焊接线能量或热输入(二者的单位均为J·m-1)来描述和评价焊接过程中电弧电压、焊接电流和焊接速度等焊接规范参数对焊缝熔深的影响，但是这两个参数都没有考虑电弧作用面积对焊缝熔深的影响。

如果用电弧焊中的焊接线能量或热输入来综合评价激光焊接过程中焊接规范参数对焊缝熔深的影响，则不能反映离焦量及焦点尺寸对焊缝熔深的影响。若考虑离焦量的影响，用热输入来评价激光焊接过程中焊接规范参数对焊缝熔深的影响，则容易和电弧焊中的热输入在物理意义上混淆。

在激光焊接的研究中，还没有一个参数能够综合体现焊接规范参数对焊接过程的影响。为了综合评价激光焊接过程中焊接规范参数对焊缝熔深的影响以及区别电弧焊中的热输入，本文定义了焊接体能量，并研究了Nd:YAG激光深熔焊接过程中焊接体能量对焊缝熔深的影响。

点痣

痣在医学上称作痣细胞或黑素细胞痣，是表皮、真皮内黑素细胞增多引起的皮肤表现。如果是高出皮面的、圆顶或乳头样外观的或是有蒂的皮疹，临床上叫作皮内痣；略微高出皮面的多为混合痣；不高出皮面的是交界痣。

激光去痣

激光去痣是利用激光在瞬间爆发的巨大能量作用于色素组织，使色素击碎，分解，被巨噬细胞吞噬掉，随淋巴循环排出体外，从而达到祛除色素的目的。

　　激光去痣时在气化组织时可以听到小的爆碎声、看到痣组织蛋白干燥的碎屑。每气化1遍，必须用生理盐水、棉签或纱布擦除表面的碎屑物质，以免重复扫描时，产生不必要的热损伤。气化至黑色基本消失，并肉眼观察见到下列指征：在面部的创面上可见粗颗粒的皮肤附件，呈白色颗粒状，这些颗粒样组织大多为皮脂腺腺体;如在四肢或躯干的创面上可见到较致密的结缔组织，组织致密度由真皮乳头层向深部逐渐减低，当继续气化时，真皮内可见到附件消失，组织密度变低，能看到粗的纤维束，看起来像浸在水里的棉线。这时已到达真皮的网状层，气化应停止。此时如仍看到丝状黑素或点状黑素向深部延伸，则可配合应用VersaPulseQ开关75nm或1 064nm的激光进行治疗，光斑2-3mm，能量4-8J/cm2，局部重复数个脉冲。

激光应用很广泛，有激光打标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器、LIF无损检测技术等等。激光系统可分为连续波激光器和脉冲激光器。

激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。激光的原理早在 1916年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现。

扩展资料：

首次捕捉

2015年1月27日，《新科学家》（New Scientist）报道，利用能探测到单光子，每秒200亿帧的超高速摄像机，科学家首次捕捉到了激光在空气中飞行的画面。在10分钟内，研究者记录了光子与空气碰撞时产生的200万次激光脉冲。该技术可用于巡查环境角落，显示屏幕上看不到的物体，还可用在需要精准计量时间信息的地方。

苏格兰赫利瓦特大学的主要研究者加里皮说：“这是我们第一次看到光经过身边时的情形。”在通常情况下，科学家只能通过物体上的反射来看到光。想看到激光器发出的激光则更加棘手，因为光子是在聚焦光束中运动，而且方向都相同。

参考资料：