半导体激光的医学应用 - 半导体激光器应用

半导体激光的医学应用

半导体激光器因其波长的扩展、高功率激光阵列的出现以及可兼容的光纤导光和激光能量参数微机控制的出现而迅速发展。半导体激光器体积小、重量轻、成本低、波长可选择，其临床应用覆盖了其他类型激光的应用范围。主要应用于光谱技术、干涉技术、临床标本或组织的检测和诊断、临床治疗。

1 医学中的监测和诊断

激光在基础医学最成功的应用是为分析细胞学提供了最先进的仪器。毫无疑问，半导体激光的发展将为激光医用仪器的微型化拓宽道路。

激光多普勒技术

激光多普勒技术在许多场合都得到应用，但所用仪器都有体积大、需水冷、易受干扰等缺点。而半导体激光技术的引入，如：利用%个稳频的半导体激光器可以产生测速时所需要的光频移F“G，利用光外差技术可以去掉光频移的波动并从散射光信号中得到多普勒频率；用半导体激光器泵浦的H4：IJK环行激光器通过不同折射率及长度的光纤产生测速时所需范围内光频移，并用正交信号去辨别流向等。这些技术消去了以前必不可少频移元件L如声光调制盒M，使得仪器体积大大缩小、抗干扰能力增强，而且使入射激光束功率也有很大提高。

（1）激光多普勒测速仪通过记录激光照射下血细胞因运动而产生的散射光的频移，从而推算被检测组织的血流量。常见以He-Ne等激光器为光源，光纤作为光源和探测器的联结器，激光管的升温使得输出信号产生波动，多普勒信号也会被光纤的移动所干扰。用半导体激光二极管制作的多普勒测速仪体积小，价格便宜，而且更重要的是性能更加稳定，克服了其它激光易产生的干扰情况

（2）激光多普勒成像，可进行血流探测，活体人血成像，多散射光子程长分布的探测，介质内部悬浮液的激光多普勒显微探测，人视网膜血流的彩色多普勒BT&成像等多方面的应用与研究。半导体激光波长范围宽，可满足仪器不同波段的需求，同时又具备体积小、价格低、性能稳定的优点，将是今后该领域发展的主要方向。

激光共聚焦扫描显微镜

激光扫描显微镜是激光技术、显微技术、光度技术以及计算机图像分析技术相结合的产物。

（1）单光子激光扫描显微镜，即常用的激光共聚焦扫描显微镜，成像清晰、精确、客观，较传统显微镜有着不可比拟的优势，是分析细胞学研究的有力工具。

（2）多光子激光扫描显微镜，其在三维分辨率、深度侵入、在散射效率、背景光、信噪比、控制等方面，具有激光共聚焦扫描显微镜不具备，或无法比拟的超越特性，尤其适用于活细胞结构和功能的实时动态变化过程的分析检测。

激光全息技术

全息技术是利用激光束将物体外形的各种特点记录在一个具有高分辨率的感光底片上，同时来自物光和参考光的%束光波照射，把物光的相位信息和强度信息都记录在感光底片上，再现与物体十分逼真的立体像。激光全息图常用于牙科、眼科以及诊断乳腺癌、膀胱癌等。

拍摄一张质量好的全息图，对激光器的要求是很严格。与常用的红宝石激光器、He-Ne激光器、氢离子激光器等相比，它的相干性较差，拍摄时要求参考光、物光接近零程差，加之其光斑光强分布很不均匀，因此在拍摄全息图时光路调节较麻烦。但据有关文献，这些问题可以通过对多模光纤束的设计解决，从而克服了半导体激光器应用于全息技术的缺点和局限性。同时，半导体激光器具有体积小、成本低、寿命长、使用方便、安全的特点，因此用它作光源拍摄全息图有实用意义。