光斑(谱斑)
太阳光球层上比周围更明亮的斑状组织。用天文望远镜对它观测时,常常可以发现:在光球层的表面有的明亮有的深暗。这种明暗斑点是由于这里的温度高低不同而形成的,比较深暗的斑点叫做“太阳黑子”,比较明亮的斑点叫做“光斑”。光斑常在太阳表面的边缘“表演”,却很少在太阳表面的中心区露面。因为太阳表面中心区的辐射属于光球层的较深气层,而边缘的光主要来源光球层较高部位,所以,光斑比太阳表面高些,可以算得上是光球层上的“高原”。
光斑也是太阳上一种强烈风暴,天文学家把它戏称为“高原风暴”。不过,与乌云翻滚,大雨滂沱,狂风卷地百草折的地面风暴相比,“高原风暴”的性格要温和得多。光斑的亮度只比宁静光球层略强一些,一般只大10%;温度比宁静光球层高300℃。许多光斑与太阳黑子还结下不解之缘,常常环绕在太阳黑子周围“表演”。少部分光斑与太阳黑子无关,活跃在70°高纬区域,面积比较小,光斑平均寿命约为15天,较大的光斑寿命可达三个月。
光斑不仅出现在光球层上,色球层上也有它活动的场所。当它在色球层上“表演”时,活动的位置与在光球层上露面时大致吻合。不过,出现在色球层上的不叫“光斑”,而叫“谱斑”。实际上,光斑与谱斑是同一个整体,只是因为它们的“住所”高度不同而已,这就好比是一幢楼房,光斑住在楼下,谱斑住在楼上。
激光的生物效应是由许多杂因素决定的,它与激光的性能、生物组织的性质以及作用时间和方式有关。
1、热作用
激光照射生物组织时,激光的光子作用于生物分子,分子运动加剧,与其他分子的碰撞频率增加,由光转化为分子的动能后变成热能,热能先储存在直接受照射的部分组织中,然后逐渐传给周围组织,可在几毫秒甚至更短的时间内使局部组织温度升高200~1000°C,而且温度为45~50°C左右的状态持续一分钟左右。为此将造成蛋白质变性,生物组织表面收缩、脱水、组织内部因水分蒸发而受到破坏,造成组织凝固坏死,当局部温度急剧上升达几百度甚至上千度时,可以造成照射部分炭化或汽化。
2、压强作用
由激光照射产生的压强作用可由激光本身的辐射压力形成的压强和由热能引起的汽化压力,当高能量激光作用于生物组织时,其光能瞬时转化为热能,使局部组织出现瞬时高热和急剧温升,引起组织蒸发、膨胀和汽化,局部体积剧增,从而使细胞和组织内部的压强迅速增加,引起微型爆炸,压强破坏力很强,可以轻易地将组织撕裂
激光在临床的应用,就是利用激光引起的压强作用,如眼科中的压力打孔。
3、光化学作用
当激光剂量还没有高到破坏生物物质时,激光诱发的光化学作用就可能成为重要的生物学效应之一。激光诱发的光化学反应可导致酶、氨基酸、蛋白质和核酸等变性失活,分子高级结构会有不同程度的变化,从而产生相应的生物效应,如杀菌作用。根据光化学反应过程不同可分为光介质、光氧化、光聚合、光敏导构和光敏化间接作用等。
4、电磁场作用
激光是一种电磁波,可聚焦成强大电场,这种高强度电场可以产生很多生物效应
5、生物刺激作用
低能量弱激光对生物组织产生一种生物刺激作用,它不破坏或损伤组织和细胞,而是对损伤的组织和细胞的修复或愈合含有促进作用
当原子中的电子从低能级的电子层向高能级电子层跃迁的过程中,实际上电子会进入某种过渡状态,在这种情况下,电子从一个只有负电荷的电单级粒子变成某种“电偶极子”(同时具有正负两极),并且会响应于与其特征频率一致的外部电场(例如入射的光子),于是此这个还没有开始“发泄”电子被那“闯进来”的光子“带坏了”,变得跟这光子的某些特性一致(术语叫“谐振”),然后这电子还接收了入射光子的能量,迅速跃迁到位(比原来快得多),立即开始“发泄”。但跟以往不同,电子这次“发泄出来”的光子的方向和相位都跟入射的那个光子完全相同。结果大量相同的原子在同一束光的照射下都释放出与入射光方向完全一致的光子,汇聚成了一大束平行光——激光。
由于需要持续不断地提供外来光束来激发原子发出激光,而且还需要增强最终获得的激光的强度。于是科学家们发明了“光学腔”这种设备巧妙地来产生激光。光学腔又叫“激光腔”或者“光学谐振腔”——就是置于两面对射的镜子之中的发光体(术语称为“增益介质”,因为发光管中通常装了能够发出单色光的物质,可以是气体,也可以是液体或者等离子体)。如此,被充电的“增益介质”不断地在自己产生的“激光”的照射下不断地产生新的激光,并且两面镜子将光线不断叠加增强,只要输入的电功率足够抵消激光在镜子间反射的消耗以及“增益介质”散射光的消耗,那么就可以向外输出激光了。
总结一下,在外来与特征频率一致的光线的激发下,原子可以释放出与外来光线方向和相位一致的辐射,这叫做“受激辐射”。受激辐射产生的光子在“光学腔”中不断汇聚和增益,可以最终稳定地输出激光。
上图:氦氖激光器——管中轴的粉橙色光芒是气体在通电情况下形成的等离子体产生的非相干光,跟霓虹灯管中的情形一样。这种发光的等离子体在受到外部光束激发的情况下,产生受激辐射(也就是激光),产生的激光在两个反射镜之间来回反射,不断增强,最后从中心小孔射出。可以看到最后输出的激光在右侧屏幕上产生一个微小的强光斑。
上图:不同的“增益介质”可以产生不同颜色的单色激光[头条·小宇堂—]
总结一下
上图:从左到右,受激辐射与自发辐射最大的不同就在于自发辐射的方向是随机的,而受激辐射的方向与外来的光子一致
准分子激光器
准分子激光器excimer laser,以准分子为工作物质的一类气体激光器件。常用相对论电子束(能量大于200千电子伏特)或横向快速脉冲放电来实现激励。当受激态准分子的不稳定分子键断裂而离解成基态原子时,受激态的能量以激光辐射的形式放出。
基本信息
含义
准分子为工作物质一类气体激光器
诞生时间
1970年
特点
利用强电子束激励液态氙
基本简介
所谓准分子激光,是指受激二聚体所产生的激光。之所以产生称为准分子,是因为它不是稳定的分子,是在激光混合气体受到外来能量的激发所引起的一系列物理及化学反应中曾经形成但转瞬即逝的分子,其寿命仅为几十毫微秒。准分激光是一种气体脉冲激光,所产生的是波长为193nm的准分子激光,它是一种超紫外线光波,此波长的激光吸收范围窄,激光的能量几乎完全被角膜上皮细胞和基质吸收,超过这个范围的组织不会吸收到激光,每一个激光脉冲可以切削0.2到0.25um厚度的生物组织,所以周围的组织不会损伤。
准分子激光与生物组织作用时发生的不是热效应,而是光化反应,所谓光化反应,是指组织受到远紫外光激光作用时,会断裂分子之间的结合键,将组织直接分离成挥发性的碎片而消散无踪,对周围组织则没有影响,达到对角膜的重塑目的,能精确消融人眼角膜预计去除的部分空间精确度达细胞水平,不损伤周围组织。它的波长短,不会穿透人的眼角膜,因此对于眼球内部的组织没有任何不良的作用。
准分子激光在医学上主要用于屈光不正的治疗,如用PRK、LASIK、LASEK等方法进行屈光不正的治疗,是目前临床上应用比较普遍、安全、快捷、有效、稳定的屈光不正治疗方法
华南师范大学的激光生命科学是教育部重点实验室。应用方向为激光科学,激光技术,生物医学工程,遗传学。
华南师范大学光电子材料与技术研究所,应用方向光学,光电材料,光电子材料。
广东省植物发育生物工程重点实验室没在该校。应用方向为植物生理学,植物细胞,生物资源生物能源。
组织吸收光的分子称作光受体,光受体位于真核线粒体内膜,包含NADH脱氢酶和细胞色素C氧化酶(CCO)两种,NADH吸收紫色和蓝色光谱区域的光子,CCO氧化和还原反应吸收红色和近红外光谱区域光子,光受体吸收光子后,发生电子激发态改变主要的分子过程,从而通过刺激生化反应和细胞信号传导刺激细胞的生物效应。
高能激光有辐射。
激光对人体的影响非常小,顾名思义激光是受激辐射光放大的英文缩写的简称,这几年来在美容领域,因为越来越多它能治疗,很多以往都无法治疗的疾病。
激光有相应的波长,但是在太阳光当中,它这个过程都全部都存在,因此说你晒太阳的时候,你同样享受那个一个波长的光的刺激,说激光照射本身对人体有没有什么副作用,没有什么辐射,但是它就是一种特定的波长。
是非电离辐射,电磁辐射。
激光不是电离辐射,是电磁辐射。
激光是原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量,并以光子的形式放出,其中的光子光学特性高度一致。因此激光相比普通光源单色性、方向性好,亮度更高,激光对组织的生物效应有热效应、光化学效应、压强作用、电磁场效应和生物刺激效应。
版权声明:xxxxxxxxx;
工作时间:8:00-18:00
客服电话
电子邮件
admin@qq.com
扫码二维码
获取最新动态