成都脉冲激光治疗近视

高强度超短激光脉冲

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高强度超短激光脉冲

施郁

研究物质中的快速过程，需要短脉冲激光。为了获得短脉冲激光，人们用过各种方法，比如所谓的Q开关、锁模、染料激光器。由于激光脉冲达到了分子中原子运动的时间尺度，所以被用于研究化学反应，1999年的诺贝尔化学奖因此授予泽韦尔（AhZwi）。但是，在这些方法中，脉冲的功率峰值并没有增加很多，只能将锁模振荡器出来的纳焦脉冲放大100万倍到毫焦。再放大则容易导致放大器损坏，除非增大光束半径以降低强度，而这代价高、重复率低。

1985年，当时在光学重镇罗切斯特大学的穆鲁和他的学生斯特里克兰发明了啁啾脉冲放大（CPA）技术。诺贝尔奖官方材料特别指出：“他们从雷达技术得到启发，正如汤斯发明时受益于他在雷达方面的经验和光通信方面的研究。”穆鲁现任法国巴黎综合理工学院教授，斯特里克兰现任加拿大滑铁卢大学副教授。

2013年，斯特里克兰作为美国光学会主席给朱棣文颁发奖章（来源：OiSifAi）

CPA技术首先将超短激光脉冲在时间上拉长几个数量级，功率峰值相应地下降几个数量级；然后在激光材料中安全地放大；最后在时间上压缩回原来的长度，已经放大过的功率峰值随之变得非常高。“啁啾（hi）”本来是指鸟鸣声，后来用来指脉冲信号中频率随时间单调增加或下降。

虽然看上去简单，但是穆鲁和斯特里克兰经过几年的努力才使设想成为现实。他们最初的方法如下：先将纳焦脉冲与单模光纤耦合，拉长到300皮秒，脉冲在光纤中啁啾化，频率随时间而增大，叫做上啁啾；然后将啁啾信号放大；最后，长的啁啾脉冲被双栅压缩器压到2皮秒，能量达到1毫焦。

后来穆鲁研究组又取得了进一步进展，于1986年产生了1太瓦（10^12瓦）的激光。再后来，他们又采用别人提出的“以一对衍射光栅取代光纤来拉长脉冲”的方法。1988年，穆鲁研究组实现了从纳焦到焦耳的9个数量级的放大。这导致光脉冲强度的大跃进。

后来别的研究组提出基于CPA的新技术，例如能产生更高强度的光学参数CPA。基于钕玻璃的激光可以产生1焦/皮秒的脉冲，基于掺钛蓝宝石的激光可以得到100飞秒的短脉冲。拍瓦（10^15瓦）脉冲于1999年在劳伦斯·利弗摩尔国家实验室产生。

现在全世界至少有几十台运行或建造中的拍瓦激光器，还有更高功率的激光在计划中，例如穆鲁推动的欧洲合作的极端光设施（ExLihIf）在捷克的分部将有10拍瓦的激光，强度预期可以达到10^23瓦/平方厘米。这些装置可以用来研究一些极端物态，如辐射主导的物质、高压量子物质、高温致密物质与超相对论等离子体。这些领域属于高能量密度物理，对于天体物理和惯性约束聚变都很重要。

穆鲁2010年参与的极端光设施的宣传片，引起对他的争议（来源：hi.）

造价较低的桌面太瓦激光可以用于研究强场物理、阿秒科学、激光等离子体加速，等等。基于CPA的飞秒激光可以用来研究强激光中的物理。在原子物理的强场区，光场强度能将原子电离化而产生动能很大的电子。阿秒激光可以探测原子、分子和凝聚态中电子的动力学。高强度的激光还可以产生等离子波，在1厘米距离中将电子加速到10亿电子伏，这提供了新的加速器原理。

CPA技术还产生适用于工业和医疗的超短激光，特别是对精密度有高要求的情况。比如用超短激光脉冲在媒质（如光盘）中刻录信息。医学上，用激光脉冲制作手术定位板、加强血管及身体中其他通道用的微米金属圆柱体，等等。约120纳焦的飞秒激光还用于近视和散光的屈光手术。

在激光原位角膜磨削术（-iiikii，LASIK）中，为了让准分子激光能到达并改变角膜基质，需要用飞秒激光产生角膜瓣。而在某个一体化飞秒激光方案中，不需要产生角膜瓣，而只需要产生一个4毫米或更小的切口，然后移除光切割的小透镜层，改变角膜形状，修正屈光。

引用本文的方式

施郁.激光成就梦想，科学，2019，71（1）:1-4.

排版丨刀刀

夜上海·悦动｜我们都是神枪手，一束激光瞄准一个靶心

申之魅

提到射击，你会想到什么？神枪手？奥运首金？离普通人很远？确实，以前射击项目受场地和器材限制，较难成为大众普及项目，曲高和寡。

图说：激光射击

但是换一种玩法，激光射击近年来逐渐成为兴起的新项目，而这项运动在上海的发展和普及更是迅速——以奥运冠军为陶璐娜为代表的上海射击人，目前正在积极把激光射击运动引入校园，既可以让普通学生也过把神枪手的瘾，也可以促进射击运动的蓬勃发展。

安全可靠

什么是激光射击？相较于专业赛事中使用的气枪，激光枪在保证了和气枪同样体验的情况下，具备更高的安全性，开展起来也更方便，只需要具备信号发射端和接收端即可，对场地几乎没有要求。众所周知，以往安全性是射击运动进入校园普及的最大难题。“激光枪的木托、扳机匹配和比赛用枪是一样的，但没有弹膛，仅用激光的方式来完成打靶射击，避免了安全隐患，可以打消老师、家长的顾虑。”陶璐娜介绍，“同时，激光射击的器材是激光训练仪，在教室、走廊、操场都可进行训练，非常有利于校园射击运动的普及”。

图说：陶璐娜指导学生

在上海说起射击，有一个不得不提到的人，那就是奥运冠军陶璐娜，2000年悉尼奥运会，她为中国代表团射落首金。退役后，陶璐娜从一线运动员转战“幕后”，前前后后做过很多工作，但她始终不忘致力于射击运动的推广，不但创办了以自己名字命名的射击俱乐部，上海大大小小的射击比赛或活动中，也总能看到她忙前忙后的身影——作为市人大代表，她还曾在上海市十五届人大二次会议上，呼吁推广射击运动进校园。“射击不仅是一项运动技能，更有其独特的体育文化，领悟这份运动文化精神，能够反过来帮助工作和生活，因此，我希望通过推广射击运动，帮助到更多青少年健康成长。”

激光枪发射激光，会不会对身体或眼睛造成伤害？对此陶璐娜解释，完全不必担心：“现在射击用的激光枪采用先进的双波长脉冲调制激光技术，发射功率小于1W（1毫瓦），属于安全的一类激光，使用时无需任何防护措施，不会对眼睛造成任何伤害。”

图说：激光枪发射激光不会对眼睛造成任何伤害

有益身心

对于普通学生来说，从事射击运动会有什么益处？陶璐娜说，激光射击对青少年身体素质、心理素质均有很好的锻炼作用，可以培养学生沉着冷静、协调平衡、专注稳定、意志坚毅等多项心理素质：“射击运动在赛场上需要有强大的心脏，可以让学生知道什么是专注和冷静；而跑射体验需要在心跳很快的情况下静下来打中目标，对学生来说更是一种考验，有助于学生综合素质的培养。”

今年10月中旬，陶璐娜曾把自己的恩师、中国奥运首金获得者许海峰请到上海，在几所中小学推广射击运动。“练射击可以预防近视，因为在射击运动瞄准的过程中，眼球肌肉就在运动，对眼睛很有好处。希望通过射击运动，让更多学生能够保持良好的视力，健康成长。”许海峰说。

图说：陶璐娜认为激光射击运动会受到学生们的广泛欢迎

通过亲身实地推广普及和调研，陶璐娜也认为激光射击运动在校园推广将会受到学生们的广泛欢迎：“现在许多孩子都热衷于网上的一些虚拟射击游戏，其实真人射击运动要比游戏更好玩，更有挑战性和趣味性。”

力求创新

对于一项运动来说，创新就是生命力，射击运动也不例外。如果说从传统射击到激光射击，让射击运动变得更安全、更容易普及，那么陶璐娜现在也有更长远的打算，那就是通过不断创新运动内容和方式，让激光射击变得可以“跨界”和“混搭”，进而更受沪上青少年青睐。

图说：激光射击比赛

本月中旬，陶璐娜曾经做客东华大学，除了给学生们做演讲，当天进行的2020年上海市大学生激光射击展示赛也是她的射击俱乐部承办的。为了推广激光射击运动，当天的比赛趣味性地添加了站、跪、卧三姿射击，这种全新的模式让学生很感兴趣。而为了让更多学生能参与进来，比赛也大大降低参与门槛，对专业激光跑射比赛规则加以调整，个人赛全程只有400米，通关要求的射击环数也从7环及以上改为4环以上即可，并提前让参赛运动员观看了运动视频教程，让大家迅速熟悉这项运动，效果很好。

“激光射击运动进入校园后，还可以配合田径项目开展一系列跑射、趣味项目拓展等活动，形成‘激光射击+X’的体育课程内容。”陶璐娜说，“像‘射击+跑步’是最基础的，之后我们将陆续尝试‘射击+跳绳’‘射击+游泳’等多个项目的结合，让学生通过参与运动，既锻炼体能和又锻炼心理，全方位培养学生的综合素质。”（新民晚报记者李元春）

图说：激光射击混搭其他项目也很有趣

意无涯

当过专业运动员的人，大都对本项目怀有独特情怀，哪怕退役了甚至之后的工作和这项运动无关，内心深处仍然对它念念不忘，有机会就想成为推广者，陶璐娜、钱震华等人，皆不例外。

陶璐娜是射击项目的奥运冠军，钱震华是中国现代五项项目唯一的世界冠军，这两年两人经常一起走进沪上中小学，通过“冠军进校园”的形式，把激光射击这个项目推广给青少年。榜样的力量是无穷的，奥运冠军、世界冠军走到自己身边，甚至会成为自己的教练、队友，这对于沪上青少年爱上激光射击运动的激励作用，显而易见。

通过自己的亲身经历，陶璐娜会告诉大家，是射击运动教会自己精益求精，特别是遇到困难、挫折时，越要有敬业、钻研精神，现在她也想把这种精神传递给更多人，这是她的愿望，也是她的使命。（李元春）

图说：陶璐娜指导学生

练门道

■任何时候、任何地点，不举枪对人、对动物。

■枪口上下左右晃动不超过45度。

■动作姿势根据各个项目标准要求执行。

■训练过程保持精力集中、专注。

■保持基本身体素质，做好射击专项力量储备。

■技术动作规范化，操作程序化。

■击发平稳，瞬间保持。

■始终保持积极心态，专注动作过程。

图说：激光射击

行有迹

上海开展激光射击的学校

东华大学

上海中学

上海市西延安中学

徐汇区徐汇中学

闵行区颛桥中学

徐汇区紫阳中学

徐汇区第四中学

黄浦区大境中学

静安区岭南中学

静安区保德中学

长宁区适存小学

长宁区天山新村第一小学

杨浦区打虎山路第一小学

嘉定区留云小学

杨浦区二联小学

黄浦区卢湾一中心小学

静安区景凤路小学

普陀区真如文英中心小学

静安区科技学校

嘉定区黄渡小学

近视手术开启千频时代，更精准、更舒适

随着科技进步，大众对视觉质量的要求日益加强，采用个性化方案提高术后视觉效果，已成为了屈光手术的时代特色。千频阿玛仕全激光独有的S手术技术，是表层角膜屈光手术的跳跃式迭代，千频跟踪、千频扫描使得切削更加精细，术后视觉质量更佳。从百到千，德国阿玛仕1050RS引领准分子激光迈入千频新时代。日前，阿玛仕1050RS千频准分子激光落户光正新视界眼科集团旗下上海新视界中兴眼科医院，这项屈光矫正领域的“黑科技”将带给患者更精准、更舒适的手术体验和更优质的术后视觉效果。上海新视界眼科医院集团上海片区院长廉井财教授、复旦大学附属眼耳鼻喉科医院周行涛教授、上海交通大学医学院附属新华医院叶荷花博士、上海新视界中兴眼科医院李海燕博士分别就《屈光手术新进展》《表层手术的远期观察与机构安全》《阿玛仕TPTK在角膜疾病中的应用》等课题进行了深入的探讨。“传统的准分子激光每秒切削频率都是以百为单位，阿玛仕1050RS首次实现了以千为单位的角膜切削频率，每秒钟可实现高达1050次切削，更高的频率带给患者的直观感受就是手术时间大大缩短，例如100度近视使用阿玛仕1050RS准分子激光就仅需1.3秒即可完成。”廉井财说。“SMART全激光搭载屈光手术领域唯一获得‘iviw2015’的SPT智能脉冲技术为近视手术保驾护航，再结合阿玛仕1050RS准分子激光0.54最小光斑精准切削、以及首次突破时间维度预判的七维眼球跟踪系统一步完成角膜上皮和基质的高速切削，全激光非接触去除角膜上皮，更好保护角膜避免化学及机械损伤，无需负压吸引及制瓣，完美避免角膜生物力学作用弱化现象。真正实现让患者在无接触、无刀、无瓣、无负压的手术环境下轻松的摘掉眼镜。”李海燕解释道。新民晚报记者左妍