طاقة الليزر ودرجة حرارة النسج:
التأثير الحراري لطاقة الليزر على النسج يدور مبدئياRevolve حول المحتوى المائي للنسج وارتفاع درجة حرارة النسج، وكما يظهر الجدول التالي فعندما ترفع حرارة النسيج المستهدف الحاوي على الماء إلى 100 مئوية فإن تبخر الماء في النسيج يحدث وهذا يدعى بالاستئصال أو الإزالةablation، وبما أن النسج اللينة تحتوي نسبة عالية من الماء فإن استئصال النسج الرخوة يبدأ عند درجة الحرارة هذه، وفي درجات الحرارة بين 60 ومائة فإن البروتينات تبدأ تصاب بتغير في طبيعتها (مسخ) بدون تبخر الطبقات الداخلية وهذه الظاهرة مفيدة في الإزالة الجراحية للنسج الحبيبية المرضيةDiseased لأنه إذا كان ممكنا التحكم بدرجة حرارة النسيج فإن الجزء السليم بيولوجيا يمكن أن لا يُمَسّ، وعلى العكس من ذلك إذا ارتفعت درجة حرارة النسج إلى حوالي مائتين مئوية فإن التجفاف والحرق يحدثان وينتج الكربون في النهاية، إن الكربون لسوء الحظ عالي الامتصاص لكل الأطوال الموجية لذا فإنه يمكن أن يصبح بؤرة حرارية مع استمرار الليزر، إن هذا التوصيل الحراري يسبب عملية رض شديد حراري مرافق على منطقة واسعة.

تأثير الليزر على النسج :
طاقة الليزر الضوئية يمكن أن يكون لها أربعة تأثيرات مختلفة على النسج المستهدفة وهذه التأثيرات تعتمد على الخواص البصرية الضوئية لتلك النسج.
* الانعكاس الأول هو ببساطة انعكاس الحزمة الذاتي نفسها على السطح وليس له تأثير على النسج المستهدفة وهذا الضوء المنعكس يمكن أن يحافظ على توازيهcollimation قرب النسج أو يصبح أكثر تشتتاًdiffuse، وكما قلنا سابقا فإن حزمة الليزر ستصبح بشكل عام أكثر انفراجاdivergent مع ازدياد البعد عن القبضة، ومع ذلك فإن حزمة بعض الليزرات يمكن أن تبقى ذات طاقة ملائمة على بعد أكثر من ثلاث أمتار وعلى أية حال فإن هذا الانعكاس يمكن أن يكون خطرا لن الطاقة قد تتجه مباشرة إلى هدف غير مقصود كالعين وهذا هو الاهتمام الأساسي في الأمان أثناء عمليات الليزر، وستناقش مفاهيم أمان استخدام الليزر لاحقا.
* التأثير الثاني لليزر على النسج هو امتصاص طاقة الليزر من النسج المستهدفة، وهذا هو التأثير العادي المرغوب وكمية الطاقة الممتصة من قبل النسج تعتمد على خواص النسيج مثل محتوى الخضاب (الصباغ) والماء كما يعتمد على طول الموجة ونظام التحريض، حيث أن هناك أطوال موجية معينة تمتص بشكل تفضيلي من قبل مكونات نسيجية معينة ومن الماء، والمناقشة التفصيلية هنا ستعرض ضمن كل طول موجي ليزري على حدة؛ وعموما فإن الموجات الأقصر من 500- 1000 نانومتر تقريبا تمتص جيدا في النسج المتلونة (حاوية الخضابpigmented).
الأرغون له انجذاب عال للميلانين ويخاصة للهيموغلوبين في النسج اللينة؛ الديود والـNd:YAG له انجذاب عال للميلانين وتفاعل أقل مع الهيموغلوبين، الأطوال الموجية الأكبر لها تفاعلية أكبر مع الماء والهدروكسي أباتيت، الـHo:YAG (هولميوم ياغ) له انجذابية عالية للماء، إن ذروة الامتصاص الأكبر مع الماء هي تماما تحت 3000 نانومتر والتي هي عند طول موجة الـEr:YAG (إربيوم ياغ) والإربيوم يمتص أيضا من قبل الهدروكسي أباتيت، ثاني أكسيد الكربون يمتص جيدا في الماء وله أيضا انجذابية عظيمة للبنى السنية.
* التأثير الثالث هو انتقال طاقة الليزر مباشرة عبر النسج بدون تأثير على النسيج المستهدف وهذا التأثير يعتمد بشكل كبير على طول موجة الضوء الليزري فالماء كمثال شفاف نسبيا لطول موجة Nd:YAG، بينما تمتص سوائل النسج جيدا موجة ثاني أكسيد الكربون على السطح الخارجي لذا يكون هناك قليل جدا من الطاقة تنتقل إلى النسج المجاورة؛ مثال آخر هو ليزر الديود والـNd:YAG الذي يستطيع أن ينتقل عبر العدسةLens والقزحية والقرنية في العين ويمتص على الشبكية.
* التأثير الرابع هو تبعثر ضوء الليزر ما يضعف الطاقة المرغوبة Intended ومن الممكن أن لا يعطي أي تأثير مفيد بيولوجيا. إن تبعثر حزمة الليزر يمكن أن يسبب انتقال الحرارة إلى النسج القريبة للموقع الجراحي وقد يحدث ضرراً غير مرغوب فيه؛ وعلى كل فإن الحزمة المنحنية (المنحرفةdeflected) باتجاهات مختلفة قد تكون مفيدة في تسهيل تصليب الكومبوزت.
إن التأثير الأولي والمفيد لطاقة الليزر إذاً هو امتصاص طاقة الليزر من قبل النسج البيولوجية المقصودة؛ والجراحة الليزرية السنية تجعل هذه التأثيرات البيولوجية الضوئية أقرب ما يكون للكمال وإن القطع incisions والاستئصال excisions مع الدقة precision والإرقاء المرافقين هي واحدة من الفوائد العديدة لأجهزة الليزر.
هناك أيضا تأثيرات ضوئية كيميائية حيث يمكن لليزر أن يحرض تفاعلات كيميائية كما في تصليب الكومبوزت وكسر الروابط الكيميائية كما في تدمير خلايا الورم باستعمال عقاقير حساسة للضوء تعَرَّض لضوء الليزر، وتوجد صبغات (ملوناتpigments) بيولوجية معينة عند امتصاصها لضوء الليزر يمكن أن تصبح براقة ضوئيا fluoresce وهو ما يمكن أن يستخدم لتحديد (كشفdetection) النخور داخل السن؛ كما يمكن لليزر أن يستخدم في نموذجه اللاجراحي للتحريض البيولوجي على شفاء أكثر سرعة للجروح وللراحة من الألم ولزيادة تشكل الكولاجين وكتأثير مضاد للالتهاب بشكل عام anti-inflammatory.
ينتج نبض طاقة الليزر على النسج العاجية الصلبة موجة صدمة يمكن تاليا أن تفجر أو تسحق النسج (تدمرpulverize) منتجة حفرة خشنة (متآكلة abraded crater) وهذا مثال للتأثيرات السمعانية الضوئية photoacoustic لطاقة الليزر؛ ويبقى التأثير الأساسي لطاقة الليزر كما تمت مناقشته هنا هو التأثير الحراري الضوئي الذي يحول طاقة الضوء إلى حرارة.
ولكي نلخص استجابة النسيج لجهاز ما (تفاعلinteraction) فإن عوامل عدة ينبغي أن تؤخذ بعين الاعتبار، حيث أن كل نوع ليزري له أجزاء داخلية عامة (شائعةcommon) ولكن له نظم تحريض ونظم توصيل مختلفة، فطول موجة الليزر سيؤثر على مكونات معينة في النسيج المستهدف والمحتوى المائي ولون النسيج والتركيب الكيميائي كلها على علاقة بهذا التأثير.
إن قطر حزمة الليزر عندما يتم إيصالها بتماس أو بدون تماس مع النسج ستؤدي لكثافة طاقة معينة فالحزمة الأصغر قطرا ستكون ذات كثافة طاقة أعظم وكمثال فإن قطر حزمة من مائتي مكرون مقارنة مع حزمة بقطر 300 مكرون سيكون لها كثافة طاقة أعلى بمرتين.
وهكذا فإن نتيجة استعمال ليف أصغر ستزيد بشكل عظيم النقل الحراري من الليزر إلى النسج مع ازدياد مماثل (موافق) في امتصاص الحرارة في تلك المنطقة الأصغر؛ كما أن المدة الزمنية التي تسلط خلالها الحزمة على النسج المستهدفة ستؤثر على مستوى (معدل) ارتفاع درجة الحرارة، وهذا الزمن يمكن أن ينظم جدا بواسطة معدل التكرار في نظام التحريض الليزري النبضي، وكما تم التوضيح سابقا فإن كمية التبريد للنسج باستعمال الإرذاذ بالماء أو الهواء سيؤثر أيضا على معدل التبخر.