談除斑的雷射更基本的事(雷射原理)

由於每個月都固定會有醫師參訪, 小沙吉醫師每個月也都會將醫美用的雷射大致介紹一次, 

想一想, 還是將它寫出來, 提供給沒機會來診所聽我嘮叨的, 又對雷射有興趣的人有些初步的了解。

 

註: 如果是想知道玻尿酸的部份, 可以參考這篇: 談醫學美容用玻尿酸的更基本知識 

 

本文的內容為"雷射的物理/機械原理", 

如果是想了解雷射的"治療原理"的, 請參考: 雷射圖解 

雷射也"絕對有除斑的作用", 而不僅僅是傳言中的"皮膚比較亮"而已, 可以參考:來自德國蔡司集團的“Asclepion”1064nm雷射 

如果是想知道淨膚雷射的"治療效果"的, 請參考: 

雷射的除斑效果 

雷射處理雷射造成的反黑 

 

LASER(雷射), 其實是個英文的縮寫, 原本的單字是: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, 英翻中, 就是"經由幅射放大的光", 所以台灣稱為"雷射"是直接音譯, 而中國大陸稱為"激光", 則算是義譯。

高中讀自然組的朋友, 應該多少還記得, 我們的原子的模型是長這個樣子:

atom  

今天, 當有一個外來的光能(波)去激發它時, 會造電子極性震盪, 在模型上就是低能階的電子, 會吸能而往高能階的位置跳躍, 如圖示:

emi  

但是, 由於被激化後的電子是不穩定的, 它會再落回原本的能階上, 此時, 就會發出這個能階落差的光波出去。

fall  

由於每個被激化的物質其能階是固定的, 這也是為什麼大部份的雷射機器, 一台就是只有一個波長的原因(例如: 銣雅各雷射就是1064nm波長的光波)。

 

原子的觀念有了, 讓我們再來看看雷射的機械結構, 

laser  

嗯.....有點複雜, 讓我們簡化一下:

laser_e  

簡單的說, 就是一個晶體(介質)(像Nd-Yag雷射, 這個晶體就是放Nd-Yag), 受到外來光源的刺激後, 裡面的原子就會產生剛才說的能階反應, 而晶體的雙側會有兩面鏡子, 一面是全反射鏡(後鏡), 另一面是半反射鏡(前鏡), 當雷射光被激發出來的時候, 會先打到鏡子, 再反射出去, 由於兩面都是鏡子, 光能就會在裡面不斷地反彈, 累積能量, 一直到能量超過半反射鏡的閾值時, 就會穿出半反射鏡, 就是我們所看到機器打出雷射的樣子。

大家可以參考這個動畫, 就比較能理解它的原理了:

 

 

這樣, 是不是比較了解了呢?

固體雷射, 基本上的原理就是大同小異, 端看那個晶體放的是什麼, 就會稱呼它是某某雷射。例如晶體是紅寶石, 就稱做紅寶石雷射, 如果是紫翠玉(Alexandrite)就稱為紫翠玉雷射(音譯為亞歷山大雷射), 而裡面放的是銣雅各, 就是稱為"銣雅各雷射"囉!

所謂的"淨膚雷射", 其實就是銣雅各雷射, 以低能量, 做全臉地毯式均勻的掃描。

至於什麼是"銣雅各Nd-yag"呢?

這個晶體是長這個樣子:

ndyag晶體  

銣雅各Nd-Yag的全名是: ︰Neodymium doped : Yttrium Aluminum Garnet

中文是稱為: 參銣 : 釔鋁石榴石, 而"雅各"其實只是縮寫YAG的音譯, 所以有的人寫成有金字邊的"雅鉻"是個常見的錯誤, 因為它並不含有"鉻(Cr)"這個原素在裡面。

銣雅各Nd-Yag晶體被激發出的光的波長, 是1064nm, 也就是我們所用的"淨膚雷射"的波長囉!

 

但是, 有在打雷射的人, 常聽到診所將"淨膚雷射"和"銣雅各雷射"分開來講, 

淨膚雷射打了只會紅, 不會有脫皮結痂的現象, 

但是"銣雅各雷射"打了卻會有脫皮結痂的現象, 這是為什麼呢??

 

其實, 並不是說打"銣雅各雷射"時, 把能量開強一點, 而打"淨膚雷射"時把能量開小一點, 

而是因為俗稱打"銣雅各雷射"時, 是採用"倍頻-銣雅各雷射", 也就是將原本1064nm波長的雷射, 經由KTP倍頻後, 變成532nm的雷射, 

而532nm的雷射打在皮膚上, 和1064nm的雷射的反應就完全不同了。

532nm的雷射會形成皮膚的結痂脫皮的過程, 而1064nm就只會有紅腫或泛白的現象

 

小沙吉醫師用自己的手臂做示範, 選了兩點相鄰的曬斑, 各打一發:

1064532  

可以發現KTP倍頻的532nm打出來的, 和1064nm打出來的反應是完全不同的。

 

1064  

1064nm打的地方, 可以看到皮膚略略泛白, 還有手毛被打到的地方就直接脫色變白了。

 

532  

532nm剛打出來的樣子, 就是整個呈現發炎的樣子, 過幾天後, 這層皮膚就會脫落, 結痂。

通常會建議貼上人工皮好好地保護它。

 

532_d  

使用偏光後, 可以看到稍微深層一點的皮膚出現許多小紅點。而手毛一樣會因此脫色變成白色的。

 

 

有人可能會想問, 那...什麼又叫做KTP倍頻?

KTP是磷酸鈦氧鉀(KTiOPO4)的縮寫, 這是一種所謂非線性光學晶體, 所以當一個高能量的光射入這個晶體中, 會產生一種諧波現象, 讓光波的頻率成倍數的變化。所以, 當1064nm波長的光射入後, 就變成了532nm的光囉(頻率加倍, 波長減半)。長這個樣子:

ktp  

 

 

這時候, 讓我們再回顧一下皮膚對光波的吸收圖:

 

ktpnd  

 

就可以知道, 其實一台有倍頻功能的淨膚雷射, 是可以有兩個不同的波長, 所以在功能上就更為全面囉!

 

 

另外, 如果操作過雷射機器的人(醫師, 或是雷射公司的技術指導員), 應該會發現Nd-Yag雷射將雷射手把和皮膚的距離改變時, 能量也會跟著有改變(大部份的人應該是發現拿遠一點, 能量會變強), 這又是為什麼呢?

那是因為Nd-Yag雷射對玻璃也有很好的穿透力, 所以機器可以利用一些透鏡來改變雷射的光點大小和能量。有點像是小時候在陽光下, 用放大鏡聚焦去燒葉子的原理。

 

 

圖示就像是這樣:

Focus  

 

理論上來說, 雷射施打在皮膚的位置, 最中心的地方, 能量會最高, 而遠離中心點的地方, 能量會較低, 

這就是所謂的"高斯分佈(Gaussian distribution)", 

以能量圖來看, 就是像這樣:

g  

但這在施打雷射時, 我們並不想要這個現象, 因為會變成非常不均勻的情況:

gg  

我們希望是"均勻"的能量, 平均施打在臉上時, 才不會這樣一點一點的, 

所以, 後來就又發展出所謂的"平頂光(flat top)"系統, 將原本的高斯分佈, 利用一些技術(各家廠商不同), 將能量變得是均勻的:

gaussian_flatTOP  

如此一來, 在施打時, 整個光點的能量才會一致, 不會有中心點能量特別高, 而邊緣能量太低的問題。

 

 

銣雅各雷射算是固體雷射的一個代表, 但是雷射其實還有許多不同的形態, 有氣體雷射, 準分子雷射, 半導體雷射....等, 有機會再跟大家介紹。

 

能看到這裡的人, 應該是真的對它有興趣的, 如果有相關的問題, 或是內容有什麼錯誤的, 都歡迎留言指教^^

 

也歡迎參考舊作: 醫美商業名詞與醫學名詞比對表 

 

 

本文作者為 台中市 大容診所 張健淵醫師 轉載請註明出處, 謝謝!

 

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