一、气体激光器及其在医学上的应用

　　根据工作物质进行分类，激光器可以分成气体激光器、固体激光器、液体激光器、半导体激光器等。气体激光器能连续输出激光，是医学中用得最多的激光器，如氦——氖激光器(He-Ne 激光器)、二氧化碳激光器(CO2激光器)、氩离子和氪离子激光器、氮分子激光器、氦镉激光器和波长可调的准分子激光器等。

1.氦—氖激光器(He-Ne 激光器)

　　氦—氖激光器(He-Ne 激光器)是原子气体激光器，工作物质是氦原子和氖原子气体，氖原子能级间的跃迁产生激光谱线，氦原子起能量转移作用，这是最早研究成功的气体激光器。医学中常将此种激光器用做“光针”和照射xx的工具，对溃疡的xx有较好的疗效。

2.二氧化碳激光器(CO2激光器)

　　CO2激光器是气体分子激光器，工作物质是CO2气体，辅助气体有氮气，氦气，氙气和氢气等。由于这种激光器能量转换效率高达25%。故常做成高功率输出的激光器。CO2激光器的波长为10.6μm，是不可见的红外光，与生物组织作用时，几乎全被生物组织200μm内的表层吸收，稳定性较好，医学上应用广泛。

3.氮分子激光器

　　氮分子激光器是分子气体激光器，工作在紫外波段(波长377.1nm)。这种激光的脉冲宽度窄，峰值功率高，对生物体的作用是非常强烈的，医学上用它诊断和xx肿瘤。

4.氩离子激光器

　　氩离子激光器是气体离子激光器，与其同类的还有氪离子激光器、氖离子激光器和氙离子激光器等，结构基本相同。氩离子激光器的波长有514.5nm,488.0nm， 457.9nm， 465.8nm， 476.5nm， 496.5nm等等，都在可见光范围内，是光强最强的可见光激光器，连续输出功率几瓦到十几瓦，医学上用作“光刀”和照射xx，用于xx眼科疾病比其它激光器优越，上、下消化道出血时，可用光学纤维传送此种激光于内腔，进行止血xx，或xx内腔肿瘤。

5.准分子激光器

　　准分子激光器是二十世纪七十年代发展起来的一种脉冲激光器，主要特点是波长短功率高，工作物质有稀有气体，稀有气体卤化物和稀有气体氧化物，输出波长从真空紫外到可见光区域。准分子激光已在军事上广泛应用，在医学上，有趋势表明它将成为CO2激光等传统激光器的重要竞争对手。

二、CO2激光器的工作原理

　　在CO2激光器的放电管内充有CO2、N2、He等混合气体，其配比和总气压可以在一定范围内变化(一般是：CO2：N2：He＝1:0.5:2.5总气压为1066.58Pa)。任何分子都有三种不同的运动形式：一是分子里的电子运动，决定着电子能态；二是分子里的原子振动，即原子围绕其平衡位置不停地作周期性振动，这种运动决定了分子的振动能态；三是分子的转动，决定着分子的转动能态。CO2激关器就是利用CO2分子的振动和转动能级间的跃迁来产生激光的，激光波长为10.6μm。利用气体放电泵浦方法向CO2气体分子注入能量，使放电管中CO2分子达到反转分布状态：将直流电压的两输出端分别接到放电管的两电极上，当不加电压或电压很低时，两电极间的气体xx绝缘，内阻为无穷大，没有电流流过；随着电压的升高，气体中开始有带电粒子移动，气体的内阻开始减小，当达到某一电压值时，内阻急剧减小，电流迅速增加、气体被击穿、放电开始，这一电压值叫做着火电压；放电管中的气体被击穿放电后，电流增长、气体中载流子增加、激光放电管的内阻下降、又进一步引起电流的增加，这一过程反复进行，放电管呈现负阻效应，为了使放电能够稳定地工作在放电管电流—电压特性曲线的某一点上，在放电管的供电电路中采取了限流措施。放电管放电时，在混合气体中，N2分子与电子碰撞、获得的电子能量而被激发，而在N2分子与CO2分子碰撞时又把它从电子获得的能量转移给CO2分子，使CO2分子被激发，有利于激光的产生；管中的He气有冷却作用，可以阻止CO2气体温度上升，同时还可以使激光下能级减少，提高激光器的效率。

三、CO2激光器的故障

　　CO2激光器是光、机、电一体化结构，其中哪一方面出现异常都会影响其余方面，所以故障现象往往是错综复杂的综合故障的反应。从以下三个方面对CO2激光器的故障进行研讨。

1.无激光输出

　　这是CO2激光器在使用中出现频率{zg}的故障，应从三个方面进行故障分析和检查。首先检查高压供电电路，因该机的直流高压电源高达到24kV。利用面板上的开关旋钮、指示灯及相应的电压表对故障进行分析判断；在断电的情况下测量高压供电电路是否有断路；确认高压变压器本身是否正常；对负责调整输出电压的可控硅及其触发电路进行测量、检查；在通电情况下用量程大于30kV的高压表测量直流高压电路输出的电压数值。根据笔者的调查统计，直流高压供电电路故障导致无激光输出的故障占该类故障总数的60%以上。其次检查光路仔细观察导光臂固定座的中心轴与CO2激光管的中心轴是否重合(应重合)；CO2激光管的固定卡环是否松脱；激光管输出侧的平凸镜位置是否正常；输出窗是否清洁。{zh1}检查激光管，如激光管放电正常，但无激光输出，可能是激光管两端腔片损坏或输出窗被遮盖；激光管有不正常的放电，无激光输出，可能是激光管中阳极或阴极损坏，或管中的工作气体被杂质气体所污染；激光管无放电，也无激光输出，则可能是阴极损坏或老化而不能发射电子，阴极或阳极引线封结处玻璃炸裂或激光管两端腔片粘结处漏气，空气进入激光管，从而激光管无法放电。

2.激光输出弱(强度大大低于正常值)

　　此类故障的原因甚至比无激光输出故障更难分析和检查，仍需从直流高供电电路、激光光路、激光管本身三个方面进行，而且在整个过程中更强调指标的定量。检查电源电压的数值是否正常；旋动激光功率微调旋钮，看毫安表的数值能否灵敏地连续变化(在激光功率选择开关处于不同位置时分别进行)；激光管的检查包括外观结构观察、光路各环节的正确位置、计算激光管的累计工作时间(激光管老化后效率下降，输出变小)。

3.保护电路故障

　　一般有四种保护电路，哪一种发生故障，激光器都停止工作。

　　过流保护电路，防止激光管因电路故障引起辉光放电电流过大而使电极损坏或电极线密封处炸裂(一旦炸裂，后果严重)，工程技术人员对该保护电路应采取定期的预防性维修，被动性维修(即发生故障后才去维修)的方式不可取。

　　断水保护电路，CO2激光器工作时会产生大量热量，循环冷却水必须对激光管降温，水路不通时，激光管的直流高压被切断。加压泵工作不正常和水位开关接触不良是此类故障的主要原因。断水保护电路的检查是经常性的工作，不容忽视。

　　安全保护电路，主要由机柜上的门开关组成，为的是保证操作者和患者的安全。因机内有高达24kV的高压。故障原因大多是门开关处接触不良或门装的位置不正。

　　电源锁开关保护，为防止非操作和维修人员对机器通电。故障往往由锁开关本身损坏引起，断电情况不用万用表测量即可判断其通、断是否正常。