临床上进行屈光手术所需的相关器械主要包括准分子激光机、显微角膜板层刀、角膜基质环植入器械、激光角膜热成型术器械、老视手术器械(激光老视器械)等。本章主要阐明准分子激光机和显微角膜板层刀的基本结构、原理、基本性能、生物学特点、使用原则及其临床应用。其它相关器械将在各章节中阐述。

第一节  准分子激光机
一、准分子激光的产生机制
1.准分子的定义:准分子(excimer)是由excited-dimer两个字组成，意思是“受激二聚体”。二聚体所包含的是情性气体和卤素两种元素。基态下的情性气体原子，其电子壳层已被充满，从而保持其化学性能的稳定性。当这些稳定的原子受到激发，由于电子被激发到更高的轨道上而打破了最外层的满壳层电子分布，此时可以与其它原子形成寿命极短的分子，这种处于激发态的分子称之为受激发分子，简称准分子(10-8s~10-12s)。不同的情性气体与卤素的短暂结合的混合物在解离时会释放不同波长的准分子激光。主要有ArF(193nm),KrF(248nm)，XeCL (308nm),XeF(351nm)等。目前临床应用的准分子激光机主要是氩氟混合物(ArF)产生的 193nm波长的超紫外冷激光。
2.准分子激光的产生原理:准分子激光是指受激二聚体所产生的激光。当情性气体和卤素气体按一定比例和压力混合在一起时，在激励源的作用下使气体原子从基态跃迁到激发态，甚至被电离。处于激发态的原子或离子很容易结合成分子，这种分子的寿命仅有几十个毫微秒。当激发态的分子数远多于基态准分子数，就形成离子数反转。准分子从激发态跃迁回基态时，释放出光子，经谐振腔振荡发射出激光。同时稀有气体和卤素气体从准分子状态迅速解离成2个原子。这些光子所释放出的光子能量是非常大的，它们作用于生物组织时发生光化学效应，使细胞组织汽化、分解，从而达到切削组织的目的，但对周围组织不产生影响，因此认为是一种“冷激光”。

二、准分子激光机的基本构成和性能
     
准分子激光机的主要构成是其激光传输系统。此系统是由谐振腔发出的激光束，经过一系列透镜组、滤光器、驱动器、计算机系统、探测器等复杂的传输系统达到角膜，这些部分组装在一起构成了完整的激光机的输出系统(图4-1)。准分子激光器的激发方式有电子束激励和快速放电激励等。基态的电子迅速排空造成激光下能级总是空的，这样有利于离子数反转的形成，即使在超短脉冲下运转，也能保持四能级的特性，从而可以获得较高的输出率。准分子激光器的能量转换效率一般为1%~5%，激光脉冲宽度约几十到几百毫微秒，光束发散角约2毫弧度。每一个脉冲切除0.25μm的深度。目前多数为气体激光机，利用高压电能作为激励源激发激光腔内工作物质(ArF等)，从而实现粒子的反转，在激光腔内形成激光振荡，向外输出激光。因为高压电可达到几千伏特，故必须在外层用金属板进行严密屏蔽以防电流的外漏导致危睑。激光头由泵浦源、工作介质和谐振腔激光腔和激光电极组成，是激光机的心脏。激光机上再连接手术显微镜和眼球跟踪系统屏幕显示仪便于精细的手术操作和术中眼位的监测控制。

 
决定激光能量输出的两个重要因素为激光腔内电压和工作气体。气体随着激光脉冲的产生而逐渐消耗。随着能量密度的降低，激光腔内的电压会逐渐升高，而当电压达到最高值时就需要在激光腔内充填新的工作物质——气体交换，所以每次手术前要检测激光机的能量