激光与生物组织的相互作用是现代医学中一个重要且复杂的研究领域。在这一领域内，激光光能与生物组织中的分子和细胞发生相互作用，产生各种效应。这些效应主要可以分为三类：光热效应（即激光能量转化为热能，导致组织加热）、光化学效应（激光能量触发化学变化）以及光力学效应（激光产生的力学压力）。不同的激光波长和脉冲持续时间会在生物组织中产生不同的效应，这是因为不同类型的组织和细胞对激光光谱的吸收和散射特性各异。

（a） 高脉冲能量、低重复率（大光斑分离）;（b）低脉冲能量，高重复率（小光斑分离，光斑的等离子体重叠效应）。

飞秒激光由于其极短的脉冲持续时间（通常在飞秒级别，即10^-15秒）和高峰值功率而在医学领域尤为重要。这些特性使得飞秒激光能够在极小的区域内精确地局部化能量沉积，从而减少对周围健康组织的热损伤。这一点对于需要高精度和尽量减少损伤的医学操作，如眼科手术、神经外科手术和肿瘤切除等，尤为关键。

在眼科领域，飞秒激光被广泛用于屈光手术，如LASIK手术，以精确地重塑角膜，改善视力。由于飞秒激光的高精度和低热损伤特性，它在这一领域相比传统激光技术显示出更高的安全性和效果。此外，在神经外科中，飞秒激光被用于切割和消融脑组织，以治疗诸如脑瘤之类的疾病。由于其精细的操作能力，飞秒激光可以在不损害周围健康脑组织的情况下，精确地移除病变组织。
  飞秒激光在生物组织成像领域也有重要应用。例如，在多光子显微镜中，飞秒激光被用于激发荧光，使得科学家能够获得活体组织内部的高分辨率图像。这对于研究细胞结构和功能、以及观察疾病过程非常有价值。光声成像是另一种利用飞秒激光的技术，它结合了光学成像的高分辨率和超声成像的深度渗透能力，使得科学家能够更深入地探索组织内部结构，有助于疾病的早期诊断。
  此外，飞秒激光在医学手术中的应用极大地提高了手术的精度和安全性。它能够在不损伤周围健康组织的情况下，精确地切割或消融病变组织。这一特性使得飞秒激光在进行复杂和微小区域的手术操作时成为理想的工具。
  最后，飞秒激光的应用还促进了新的医疗治疗和诊断技术的发展。例如，靶向药物递送技术利用飞秒激光精确控制药物释放的位置和时间，从而提高治疗效果并减少副作用。在早期癌症筛查技术中，飞秒激光的高分辨率成像能力有助于识别和定位早期肿瘤，这对于提高癌症治疗的成功率至关重要。飞秒激光在医学领域的这些应用不仅展现了其强大的潜力，也预示着在未来医疗保健中的关键角色。

参考文献
（1）C. Latz et al. "Femtosecond-Laser Assisted Surgery of the Eye: Overview and Impact of the Low-Energy Concept." Micromachines, 12 (2021). https://doi.org/10.3390/mi12020122.