激光作用于眼球,并被组织吸收后,眼球组织会发生一系列的变化,这就是激光治疗的基础。
眼球各层组织在吸收激光能量后产生的激光生物作用,主要有光致发热作用、光致化学作用、巨脉冲激光的强电场作用和光致压强作用。这四种作用是能够将激光用作光凝和光切等治疗眼病的主要机理。
光致发热作用是指生物组织吸收激光能量后,将其光能转化为热能的过程,是激光治疗眼病中最常见的一种方法。因热致局部组织反应水平的不同,又有热致温热、凝固、汽化、穿孔和切割等一系列反应，影响眼组织反应水平的因素，除与激光功率密度有关外，还与受照组织对相应波长激光能量的吸收率大小、激光照射持续的时间等有关。光致发热作用还可导致压强和化学作用等二次理化反应。
光致化学作用是指生物组织吸收激光能量并将光能转变成化学能所导致的化学反应。主要有四种类型：即光致分解、光致氧化、光致聚合和光致敏化。在眼科治疗中常见到的是光致分解和光致敏化。前者如用波长为193nm的arf准分子激光作冷光刀来分解生物分子化学键,切割角膜。后者的典型例子是用光动力学疗法治疗视网膜母细胞瘤。
光是变化着的电磁波,因生物组织与光波段内的电磁作用而导致的一系列生物效应过程称为光的电磁场作用.其中主要是强电场作用。对于普通光,由于光功率密度很低,所以注意不到其电场的生物作用。但激光使光能量在空间上高度集中,如采用q开关、锁模等技术，又使它在时间上也高度集中，就能产生相当大的电场强度，从而引起明显的生物效应。其生物效应主要有四种，一是高场强产生多次谐波，这些谐波多为紫外光，被蛋白质和核酸等大分子吸收，导致损伤、变性；二是高场强增大了物质的折射率，因光束轴线上的电场最强，所以受照组织产生类似凹透镜的作用，使光束聚焦，从而加强了生物反应；三是当激光功率密度超过109w/cm2时,其场强可使受照局部产生等离子体；四是电场超过一定值后,可使空气、水、透明固体击穿。另外，还有场致伸缩、场致受激散射等其它作用.
一定功率密度的激光,还可以产生光致压强作用,这种压强的产生可有多种原因,如激光辐射、热致汽化反冲、热致膨胀、膨胀致超声、场致散射、场致伸缩等引起。这种光致压强可作用于眼部产生生物效应。
