为观察3.74 μm远红外激光致角膜损伤的特点和损伤修复过程, 利用该激光在光斑直径为2 mm、照射时间为0.8 s、辐照量为23.2 J/cm2的条件下照射C57BL/6J小鼠角膜, 采用大体观察、裂隙灯显微镜、光学相干断层扫描(OCT)以及组织病理方法, 在角膜损伤后3 h、6 h、12 h、1 d、3 d、7 d、14 d和21 d进行观察。大体观察角膜损伤即刻可见灰白色损伤斑, 表面凹凸不平, 角膜混浊随时间逐渐加重, 1 d达到顶峰, 3～7 d混浊减轻, 14～21 d再次加重。裂隙灯下角膜损伤累及全层, 角膜厚度随时间先增大后逐渐恢复。OCT观察角膜损伤后明显外凸, 反射光带全层性增强, 3 h角膜显著增厚, 12 h达到最厚, 后逐渐恢复至正常。经组织切片观察: 上皮层损伤后3 h核固缩深染, 6～12 h核染色变淡消失, 1 d 时1～2层新生上皮完全覆盖损伤区, 3～7 d上皮细胞增至3～4 层, 14～21?d恢复正常; 基质层损伤后3～6 h核染色质大量脱失, 12 h出现浸润细胞, 后浸润细胞增多, 由基质深层向浅层迁移, 14～21 d浸润细胞减少, 纤维排列仍不规则; 内皮层损伤后3 h细胞脱落, 1 d出现少量新生细胞, 其后逐渐增多并趋向恢复。结果表明, 3.74 μm激光在23.2 J/cm2照射剂量下可致角膜全层损伤, 角膜损伤反应随时间先加重后逐渐恢复, 21 d时上皮和内皮层基本恢复正常, 但基质层并未恢复透明。本研究为红外激光角膜损伤危害评价和损伤治疗研究提供了试验依据。

超连续谱(SC)光源是一种宽光谱、高亮度、眼睛危害大的新光源, 有关它致视网膜损伤研究却未见报道。为了观察SC光源致视网膜损伤特点和修复过程, 试验将波长420~750 nm的SC光源与532 nm激光进行比较, 采用两者平行光入射,在0.1 s照射时间, 3 mm角膜光斑直径条件下, 用略高于视网膜损伤阈值的功率照射青紫蓝灰兔视网膜; 通过检眼镜和HE染色观察视网膜照后4 h, 1、3、7、14 d损伤修复过程。SC光源和532 nm激光致视网膜的损伤在检眼镜下为灰色小圆斑。照后4 h出现视网膜外核层固缩深染, 感光细胞外节与视网膜色素上皮层(RPE)粘连; 随后RPE层色素增生、损伤的外核层细胞丢失, 损伤进行性加重; 3 d后色素细胞开始向外核层和内核层迁移, 胶质细胞填充损伤区域。由此可见, 波长420~750 nm的SC光源主要损伤视网膜外核层和RPE层, 后期色素颗粒和胶质细胞填充损伤区域。其视网膜损伤特点和修复过程与532 nm激光类似。

实验研究激光对液体贮箱的辐照效应时，需测量贮箱内液体的流动状态。当壳体温度不超过液体的饱和温度时，贮箱内液体为自然对流形态。利用粒子图像测速（PIV）技术，搭建了二维数字PIV系统，实现了液体平面内的速度场测量。采用粒径1~5μm、密度1.05g/cm3的空心玻璃微珠微粒做为示踪粒子；利用532nm连续波激光器和三个平凸柱透镜构建了片光系统；采用装有微透镜阵列的CCD相机记录粒子图像；利用互相关算法处理粒子图像计算速度场。将此技术应用于激光辐照液体贮箱实验之中，实验结果与数值计算结果相符较好。

利用激光辐照靶目标时,被辐照部位可能是液体贮箱。通过实验测量与数值模拟的紧密结合,揭示了液体处于自然对流状态时激光辐照下贮箱侧壁温升及液体速度场的演化规律。结果表明：激光辐照初期,铝板中心温升率较高；随着壁面附近液体温度的升高,光斑附近速度边界层内的最大流速增大,传热强度亦增大,导致铝板温升率降低；当铝板吸收的激光能量能够基本被水的对流带走时,铝板中心的温升率趋于零。

根据质量守恒、动量守恒及能量守恒原理，建立了自然对流情形下激光辐照液体贮箱的理论模型。通过方程分析法，导出了该问题的尺度律，在此基础上给出了激光辐照液体贮箱的缩比方法，并对一组实例进行了数值计算，得到了缩比模型与原型结果完全相似的结论，模拟结果证明了该问题尺度律的成立。为验证理论模型与数值求解的正确性，本文还针对小尺度模型进行了实验研究，数值模拟结果与实验测量结果符合较好，表明理论模型可靠有效。

目的: 实验研究脉冲1.338 μm激光的角膜损伤效应, 确定其损伤阈值, 并与10.6 μm激光角膜损伤特点进行比较。方法: 采用输出波长1.338 μm、脉冲宽度5 ms的Nd: YAG激光为照射光源, 角膜光斑直径1.7 mm, 以不同剂量的激光照射新西兰白兔角膜, 于照后1 h观察角膜损伤情况, 统计损伤发生率, 采用加权概率单位法计算损伤发生率为50%时所对应的激光剂量, 即损伤阈值ED50。在1.5倍阈值剂量下比较该激光与10.6 μm激光角膜损伤的特点。实验中注意观察晶状体和眼底是否有损伤。结果: 脉冲1.338 μm激光角膜损伤阈值为27.0 J/cm2(95%置信区间25.8~28.1 J/cm2)。阈值水平下, 角膜损伤斑肉眼观察呈淡淡的灰白色, 裂隙灯下可见一与角膜同厚的灰白色反光带, 晶状体或视网膜正常; 1.5倍阈值剂量下, 角膜损伤斑为清晰的瓷白色, 裂隙灯下可见一与角膜同厚的白色反光带, 同时观察到晶状体前表面白色反光点, 但视网膜无变化。与之相比, 10.6 μm激光角膜损伤在裂隙灯下仅观察到一很窄的亮白反光条, 位于角膜表层。结论: 脉冲1.338 μm激光在光斑直径1.7 mm, 脉冲宽度5 ms条件下的角膜损伤阈值为27.0 J/cm2。角膜损伤特点是, 损伤斑呈灰白色或瓷白色, 累及角膜全层, 而10.6 μm激光损伤仅累及角膜浅层。

目的: 建立脉冲1 064 nm Nd:YAG激光致视网膜出血性损伤及非出血性损伤动物模型, 为治疗药物评价提供技术基础。方法: 应用自由振荡脉冲及调Q脉冲1 064 nm激光照射青紫蓝灰兔视网膜, 通过在光路中加入透镜获得直径200 μm眼底光斑, 加入衰减片改变角膜入射激光能量。照射即刻对损伤应用检眼镜进行实时观察, 并用眼底相机在损伤后不同时间进行照相。结果: 视网膜典型非出血损伤参数为脉冲宽度85 μs, 激光能量15.0 mJ, 光斑直径200 μm, 损伤1小时局部出现水肿或渗出, 损伤后1天水肿及渗出明显, 损伤后3天水肿及渗出部分消退; 损伤后7天水肿及渗出已完全消退; 典型出血损伤参数为脉冲宽度20 ns, 激光能量2.4 mJ, 光斑直径200 μm, 损伤后1小时损伤斑清晰, 环状出血颜色鲜红; 损伤后1天出现水肿, 环状出血颜色稍淡; 损伤后3天损伤斑水肿及渗出仍较明显, 出血颜色明显变淡; 损伤后7天水肿及渗出消退, 边缘出血吸收、区域缩小。结论: 成功建立了Nd:YAG激光致视网膜出血和非出血损伤动物模型, 可用于药物筛选及评价。

目的: 研究1.06 μm激光所致人手背皮肤的痛觉效应。方法: 以输出波长为1.06 μm的脉冲Nd: YAG激光照射人手背皮肤, 记录每次刺激激光的能量以及受试者的反应。采用加权概率单位算法计算诱发痛觉概率为50 %时对应的激光剂量ED50, 即为痛觉阈值。改变光斑大小和脉冲宽度, 测定三种不同刺激条件下的痛觉阈值, 并探索温度对激光所致痛觉效应的影响。结果: 当皮肤温度约为30 ℃, 分别使用光斑直径1.20 mm、脉冲宽度85 μs, 光斑直径1.20 mm、脉冲宽度20 ns和光斑直径2.56 mm、脉冲宽度20 ns的激光刺激时, 痛觉阈值分别为394 mJ/mm2、36.4 mJ/mm2和8.92 mJ/mm2。在第一种刺激条件下, 当皮肤温度为25 ℃时, 剂量为383 mJ/mm2的激光诱发痛觉的概率为16.7 %; 当皮肤温度为39 ℃时, 剂量为361 mJ/mm2的激光诱发痛觉的概率为56.7 %。结论: 1.06 μm激光所致痛觉的阈值随脉冲宽度的减小、光斑面积的增大和皮肤表面温度的增加而减小。

目的:研究不同剂量1 318 nm Nd:YAG激光的生物学效应.方法:用波长为1 318 nm的Nd:YAG激光连续照射体外培养的处于对数生长期的人胰腺癌PC-3细胞.在低剂量组内分组分别照射0 s、2 s、4 s、6 s、8 s、10 s、12 s、14 s,每天1次,连续照射3次;在高剂量组内分组分别照射0 s、10 s、15 s、20 s、25 s、35 s、50 s,照射1次.照射结束后,继续培养24 h,噻唑蓝比色法(MTT)测定各组OD值,研究细胞增殖情况.结果: 在低剂量范围内,随着激光照射剂量的提高,PC-3细胞的OD值逐渐升高 (P＜0.05) .而在高剂量范围内,随着激光照射剂量的提高,PC-3细胞的OD值逐渐降低 (P＜0.05) .结论:1 318 nm Nd:YAG激光,在低剂量范围内照射PC-3细胞,具有明显促进其增值的作用,呈剂量依赖性,在临床应用上应避免该副作用的发生;而在高剂量范围内照射PC-3细胞,具有明显抑制其增殖的作用,呈剂量依赖性,对于指导临床应用具有重要价值.

研究578.2 nm激光照射对兔视网膜的作用特点,以新西兰白兔5只10眼为实验对象,铜蒸汽激光(578.2 nm)通过裂隙灯照射兔视网膜后极部,照射时间为100 s,光斑直径为2 mm,照射剂量分别为60 J/cm2、80 J/cm2、100 J /cm2、120 J/cm2、160 J/cm2、200 J/cm2,每组4个光斑.照后1 h及24 h进行眼底照相及光镜观察.照光后可见,随激光功率密度的增加,兔视网膜的损伤也逐渐加重,并且照后24 h的损伤要重于照后1 h.80 J/cm2和60 J/cm2在照后1 h和24 h均未发现明显改变.578.2 nm激光照射白兔后的主要病理学改变位于脉络膜.因此,以578.2 nm激光作为光动力治疗眼底疾病的光源时,照射剂量不宜超过80 J/cm2.