1. Valguse ja lasertehnoloogia alused

Valgus on elektromagnetkiirguse vorm, mis käitub nii laine kui ka osakesena (footonina). See hõlmab laia lainepikkuste spektrit, ulatudes kõrge energiaga gammakiirtest ja röntgenikiirtest kuni madala energiaga raadiolaineteni. Nähtav spekter, mis jääb ligikaudu vahemikku 400 kuni 700 nanomeetrit (nm), esindab elektromagnetilise spektri osa, mida inimeste silm suudab tajuda. Iga lainepikkus vastab teatud värvile, alates violetist (lühem lainepikkus) kuni punaseni (pikem lainepikkus). Paljude meditsiiniliste diagnostiliste rakenduste puhul on aga tõhusamad nähtamatud lainepikkused, eriti lähi-infrapuna (NIR, 700–1400 nm) ja ultraviolett (UV, <400 nm), tänu nende spetsiifilistele interaktsioonidele bioloogiliste kudedega (Barsom jt, 2016).

Valguse koostoime ainete, eriti bioloogilise koega, sõltub omadustest nagu neeldumine, hajumine, peegeldumine ja läbilaskvus. Neid interaktsioone mõjutavad kudede molekulaarne koostis ja struktuur ning need varieeruvad sõltuvalt lainepikkusest. Näiteks suudab lähi-infrapunavalgus tungida kudedesse mitme millimeetri sügavusele minimaalse neeldumisega, muutes selle eriti kasulikuks süvakudede kuvamisel ja verevoolu analüüsimisel (Zafar jt, 2021).