The subject matter disclosed herein is directed to a method of inducing ionization of water contained in a tissue to produce free radicals that induce chemical cross-linking in a human tissue, thereby providing a method of treating a human, such as cartilage or cornea, without the use of a photosensitizer (e. G., Riboflavin) Provides techniques for inducing collagen crosslinking in tissue. In one embodiment, the femtosecond laser operates at sufficiently low laser pulse energies to prevent optical destruction of the tissue. In one embodiment, the femtosecond laser operates in the infrared frequency range.본 명세서에 개시된 대상은 인간 조직에서 화학적 가교결합을 유도시키는 자유 라디칼을 생성시키기 위해 조직에 함유된 물의 이온화를 유도함으로써, 감광제(예를 들어, 리보플라빈)를 사용하지 않으면서 연골 또는 각막과 같은 인간 조직에서 콜라겐 가교결합을 유도하기 위한 기술을 제공한다. 일 실시형태에서, 펨토초 레이저는 조직의 광학적 파괴를 방지하기 위해 충분히 낮은 레이저 펄스 에너지에서 작동한다. 일 실시형태에서, 펨토초 레이저는 적외선 주파수 범위에서 작동한다.