250px|мини|Svetlosnim zrakom koji se kreće duž optičkog vlakna tokom fotodinamička terapije vazduhom je razdvojen laserski zrak u dva različita stepena da bi se kreirala odgovarajuća terapeutska talasna dužina. Pacijentu je prethodno dat fotosenzitivni lek koje su apsorbovale ćelije raka. Tokom intervencije, svetlosni zrak dopire do tumora, i aktivira lek koji ubija ćelije raka Laserska medicina je oblast medicine koja svoj dijagnostički, terapijski i naučno-istraživački rad zasniva na primeni laserske monohromatske svetlosti, koherentne svetlosti, samo jedne talasne dužine (boje) usmerena u uskom snopu i istom smeru. Laserska medicina je danas postala nezamenjiva oblast medicine, koja je našla primenu na samo u mnogobrojnim dijagnostičkim i terapijskim procedurama već i u oblasti bioloških istraživanja od mikroskopije visoke rezolucije do subcelularne nanohirurgije. Svojom pojavom i ekspanzijom, laserska medicina je dokazala kako su medicinski laseri odličan primer kretanje savremene ideje u nauci koje može istinski da promene medicinski svet.McKenzie A L and Carruth J A 1984 Lasers in surgery and medicine Phys. Med. Biol. 29 619 Istorija Nekada je bilo nezamislivo da uski, jednosmerni, koherentni, pojačani snop svetlosti emitovan iz uzbuđenih atoma može biti dovoljno snažan da reže čelik. Godine 1917, Albert Ajnštajn je postavio temelje za pronalaženje lasera, odnosno njegovog predaka masera, svojim revolucionarnim izvođenjem iz Plankovog zakona radijacije zasnovanog na konceptu spontane i stimulisane emisije. Ova teorija nije našla svoju primenu sve do pred Drugi svetski rat.
Godine 1939. konstruisana je prva negativna apsorcija sa gasnim smešama (Fabrikant). 1954. godine Čarls Tauns (engl. Charles Townes) i njegovi studenti Džejms Gordon i Herbert Cajger napravili su prvi maser, kvantni generator u mikrotalasnom dijapazonu, što je interesantno za etalone frekvencije i vremena. Taunsov maser nije bio sposoban za rad u kontinualnom režimu zračenja. Sa čuvenom trojkom Nikolaj Basov, Aleksandar Prohorov i nezavisno Tauns demonstrirali su rad kvantnog oscilatora koji je radio u neprekidnom režimu koristeći dvonivoski sistem. Ovaj sistem je postigavši neprekidnu stimulisanu emisiju bez pada na osnovni nivo, u stvari uspeo da uspostavi inverziju naseljenosti. Tauns, Basov i Prohorov su podelili Nobelovu nagradu za fiziku 1964. godine za „fundamentalan doprinos na polju kvantne elektronike, koji je doveo do konstruisanja oscilatora i pojačavača zasnovanog na laser-maser principu“.
Godine 1957. Čarls Tauns i Artur Leonard Šaulou koji su tada radili u Belovim laboratorijama, započinju niz ispitivanja na infracrvenom maseru. Kako se ideja razvijala, rad na infracrvenim frekvencijama biva napušten, i umesto taga se preusmeravaju na vidljiv deo spektra. Koncept je izvorno nazvan „optički maser“. Istraživači iz Belove laboratorije su kasnije podneli patentnu prijavu za ovaj novi uređaj.
Istovremeno Gordon Guld, apsolvent na Kolumbija univerzitetu razgovara sa Taunsom na temu emisije i radijacije. 1958. godine Prohorov je predložio primenu rezonatora koji je danas važan deo lasera. Prvi put naziv „laser“ pominje se u javnosti u izveštaju Gulda iz 1959. godine u radu pod naslovom "The LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation". Guld je imao nameru da već postojećem „aser“ doda sufiks, koji bi se koristio kako bi se označio deo spektra u kome uređaj emituje svetlost, pa otuda laser koji emituje X zrake bi bio „iksaser"; laser za rad u ultraljubičastom delu spektra bi bio „uvaser“. Nijedan od ovih predloga nije postao popularan, iako se ponekad „raser“ koristi kako bi se označio laser koji emituje radio frekvencije.
U Guldovim beleškama navedene su mnoge moguće primene lasera, kao na primer u spektroskopiji, interferometriji, radarima i nuklearnoj fuziji. Na ovu temu je i predao patentnu prijavu 1959. godine. Američki patentni zavod je je 1960. godine odbio njegovu prijavu i prava dodelio Belovim laboratorijama. Ovo je bio povod pravnog procesa koji je trajao tri decenije, a ticao se naučnog prestiža i velike količine novca u igri. Guld je dobio prvi spor, deo na prava 1977. godine, ali tek za proces 1987. godine možemo da kažemo da je dobio značajnu pobedu kada je Federalni sud naredio vladi da dodeli prava na patent njemu za optički pumpan i laser sa gasnim pražnjenjem.
Prvi funkcionalni laseri su proradili 1960. godine, kada je proradio prvi Majmanov laser na rubinu (istraživačka laboratorija Hjuz, Kalifornija, SAD) ili prvi Javanov laser na smeši Helijuma i Neona koji se pojavljuje sa sve tri svoje karakteristične talasne dužine (0.63μm, 1.15μm i 3.39μm). Majman koristi sintetički rubinov kristal kao čvrstim jezgrom, pumpan optički, bljeskalicom za proizvodnju crvene laserske svetlosti talasne dužine 694nm. Ipak, Majmanov laser je bio sposoban za rad samo u impulsnom režimu, na tronivoskom sistemu. Kasnije te godine iranski fizičar Ali Javan zajedno sa Vilijam Benetom i Donald Heriotom napravili su gasni laser na helijumu i neonu. Javan je kasnije dobio nagradu Albert Ajnštajn 1993. godine.
Koncept poluprovodničkog lasera predložen je od strane Basova i Javana; rad prve laserske diode je demonstriran od strane Robert Hola 1962. godine. Njegov laserski uređaj je bio konstruisan od Galijum-Arsenida i emitovao je svetlost talasne dužine 850nm u bliskom infracrvenom delu spektra. Prvi poluprovodnički laser za rad u vidljivom delu spektra bio je demonstriran iste godine od strane Nik Holonjaka, mlađeg. Kao i prvi gasni laseri ovi rani poluprovodnički laseri mogli su da rade samo u impulsnom režimu, i samo uz hlađenje na temperaturu tečnog azota od (77 K).
Godine 1970., Sovjetski naučnik Ž. Alferov i istraživači Izo Hajaši i Morton Peniš iz Belove telefonske laboratorije nezavisno su demonstrirali rad prvog kontinualnog poluprovodničkog lasera na sobnoj temperaturi, zasnovanih na predlogu o laserskim diodama sa heterostrukturom. Prva primena lasera dugoživećeg sa vidljivom svetlošću je bila kao bar-kod čitač u super-marketima, na patentu iz 1974. godine. Laserski čitač diskova, patentiran je 1978. godine, bio je prvi uspešan potrošački uređaj koji je u sebi imao laser, pa je on time prva naprava koja je imala laser, a da se našla u domovima korisnika za svakodnevnu upotrebu, od 1982. godine.
Opšte informacije Kako kaskada energije fotona prolazi kroz medijum, odbija se od ogledala, ona se reflektuje napred-nazad, i dobija energiju da proizvede jak snop svetlosti. Iako se danas laseri koriste u mnogim oblastima, jedna od najznačajnijih primena laserske tehnologije je razvijena kroz njegovu upotrebu u medicini.
Brži i manje invazivni sa visokom preciznošću, laseri su prodrli u većinu medicinskih disciplina tokom poslednjih pola veka, uključujući dermatologiju, oftalmologiju, stomatologiju, otorinolaringologiju, gastroenterologiju, urologiju, ginekologiju, kardiologiju, neurohirurgiju i ortopediju.
Na mnogo načina laser je dovo da revolucije u dijagnozstici i lečenju mnogih bolesti. Kao hirurški alat, laser je sposoban za tri osnovne funkcije: Kada se fokusira na tačku, ona može duboko da kauterizira i reže tkivo, smanjujući hiruršku traumu uzrokovanu nožem. Može isuživati površinu tkiva, i zaustaviti krvarenje. Kroz optička vlakna omogućava doktoru da vidi unutrašnjost tela. U biološkim aplikacijama laser je našao primeni počev od mikroskopije visoke rezolucije do subcelularne nanohirurgije. Zaista, medicinski laseri su odličan primer kako kretanje ideje može istinski da promeni medicinski svet.
Vrste lasera Gasni laseri Karbon dioksidni laser Iako je konstruisan 1964. i dalje je jedan od najčešće korišćenih medicinskih lasera . Sadrži smešu helijuma (60–80%), azota (%25%) i CO2 (%5%). Gas se pobuđuje bilo sa električnim ili istosmernim pražnjenjem ili sa radio frekventnim (RF) poljem. On se razlaže na CO i O2 i obično se dopunjuje kontinuiranim tokom, ili se proizvodima za gas dopušta rekombinacija u zatvorenim epruvetama.
Karbon dioksidni laseri mogu biti napravljeni sa emisijom do nekoliko kilovata, ali je 10-20 V dovoljan za većinu hirurških procedura. Talasna dužina je 10.6 µm, a snop je visokog kvaliteta u odnosu na monohromatičnost i kolimaciju. Oni rade u CV ili pulsnom režimu, u zavisnosti od primene.
Radijacija ovog lasera se ne može prenositi kroz standardna optička vlakna od silicijum dioksida. Međutim, sistem ogledala, šupljih valovoda ili vlakana od metalnih halogenida, npr. talijum bromid.
Ima veliku efikasnost: 10–15% ulazne snage se pretvara u lasersku emisiju.
Pošto je infracrveno zračenje na 10.6µm nevidljivo, HeNe laseri se koriste za generisanje cilindričnih greda. Dubina prodiranja u voda je oko 10µm, a dubine prodiranja u tkiva uglavnom zavise od sadržaja vode.
Ovaj tiplaser se koristi za brojne hirurške, oftalmološke i kozmetičke aplikacije Karbon monoksidni laser Karbon monoksidni laser(CO) radi u CV režimu i ima emisione linije između 5 i 6 µm. Svetlost u ovom dužem regionu snažno se apsorbuje u tkivima, a laser se koristi za termičko zavarivanje krvnih sudova. Argonski i kriptonski laser Za razliku od karbon oksidnog lasera, gasovi u ovim laserima moraju biti jonizovan zbog električnog pražnjenja. Oni nisu veoma efikasni i veliki deo ulazne energije se gubi kao toplota, koja zahteva efikasne sisteme hlađenja. Ar-jonski laser ima svoj glavne izlazne linije na 488 i na 514.5 nm, dok su glavne linije kriptonskog lasera na 530.9, 568.2 i 676.4 nm
Dok argonski jonski laser može dati izlaz veći od 20 V, izlaz na svakoj od linija kriptona je manji od 10 V. Emisija iz ovih lasera je uglavnom u vidljivom opsegu, može biti preneta kroz optička vlakna a apsorbuju je brojne tkivne hromofore. Značajno je da, hemoglobin snaćno apsorbuje argon. Zbog toga, laser ima odličnu koagulaciona svojstva i može se koristiti za isparavanje pigmentiranih lezije na koži, endometrijumu i mrežnjači. Helijum-neonski laser Osnovni sastojci ovog lasera su helijum i neon. On radi u neprekidnom režimu i ima prosečnu snagu od nekoliko milivata. Laser se može napraviti tako da emituje na različitim talasnim dužinama, npr. 543 nm (zeleno), 594 nm (žuto) i 633 nm (crveno).
Njegova pouzdanost, mala težina i dobar kvalitet konstrukcije čine ga pogodnim za razvrstavanje i analitičke svrhe. Helijum-kadmijski laser Helij-kadmijumski (HeCd) kao jedan iz klase gasnih lasera koriste helijum u kombinaciji sa metalom koji isparava na relativno niskoj temperaturi. Slab je i ima nisku efikasnost (< 0.05%) i mali izlaz od oko 50 mV i 150 mV na dve glavne linije 325 nm i 442 nm. Eksimerski laser Godine 1971. otkriven je prvi eksimerski laser, koji radi uz pomoć ksenonskog dimera (Kse2) koji je pobuđen elektronskim snopom da bi proizveo stimulisanu emisiju na talasnoj dužini 172 nm Eksimer je kratak oblik izraza „pobuđeni dimeri". Neki molekuli, kao što su halogenidi retkih gasova (ArF, KrF, KseCl, KseF), stabilni su samo u svojim pobuđenim stanjima, a ne u svom osnovnom stanju. Laserski medijum se sastoji od takvih molekula u puferu (helijum ili neon). Oni imaju nisku efikasnost (%2%), daju kratke impulse (10–100 ns) i emitiraju u UV oblasti. Tipične talasne dužine su 193 nm (ArF), 249 nm (KrF), 308 nm (KseCl) i 351 nm (KseF).
Penetracija zračenja na ovim talasnim dužinama u tkivima je niska, što čini lasere pogodnim za mnoge hirurške primene. UV zračenje, naročito na 193 i 249 nm, može jonizovati molekule u tkivu, razbiti veze i dovesti do abrazivnih reakcija. Visoka energija (prosječna snaga do 200 V) i kratki impulsi su odličan za ovo uključujući i neke aplikacije u polje oftalmologije [28,29]. Zbog visokog kvanta i energetski niske prosečne stope fluence ovi laseri mogu da seku bez grejanja, pa se, oni ponekad nazivaju „hladni laseri" Hidrogen fluoridni laser