Виды лазеров применяемых в медицине

Доклад

На тему:

«Виды лазеров применяемых в медицине»

Введение

Едва начавшись, 20-й век возвестил о рождении новой физики, обозначил невидимую грань, за которой осталась прежняя физика, получившая название «классическая». И вот сегодня человек получил в своё распоряжение всемогущий луч лазера. Когда только изобрели лазеры, мало кто мог подумать, что подобная техника может применяться в такой отрасли как медицина. Медицинские исследователи быстро разглядели его возможности, а число медицинских применений лазера увеличивалось с каждым годом. Например, в хирургии - резка тканей; в офтальмологии - изменение формы роговицы глаза для улучшения зрения; в сердечно - сосудистой хирургии - очистка закупоренных артерий; в стоматологии - прожигание полостей и отбеливание зубов; в косметологии - удаление нежелательных волос, морщин, родинок и веснушек; изменение формы лица в пластической хирургии. Сегодня лазеры используют в медицине почти повсеместно. Наша задача выяснить, в чём же особенность данного оборудования? Чем отличаются разные виды лазеров? Каковы их принципы работы?

Виды лазеров

1. Рубиновый лазер. Рубин - это кристалл оксида алюминия Аl203. Помимо основных компонентов в состав кристалла входят ионы хрома, которые возбуждают методом оптической накачки с помощью импульсных источников света большой мощности. В некоторых конструкциях применяют трубчатые отражатели с селением элипсовиной формы. Внутри такие отражатели состоят из ксеноновых импульсных ламп и рубиновых стержней, которые расположены вдоль линий и проходят через фокусы эллипса. Внутренняя поверхность алюминиевого отражателя хорошо отполирована или посеребрена. Свет вышедший из одного фокуса (ксеноновой лампы) эллипсовидного отражателя и отраженный от стенок, падает в другой фокус (рубиновый стержень), это является основным свойством данного отражателя. Принцип работы этого лазера заключается в том, что кристалл рубина освещается вспышками мощного источника света, в кристалле происходят переходы атомов на высшие энергетические уровни, затем атомы начинают лавинообразно отдавать энергию, создавая направленное (за счёт двух зеркал по торцам рубина) когерентное, монохроматическое излучение.

2. Наряду с рубиновым лазером, работающим по трехуровневой схеме, широкое распространение получили четырехуровневые схемы лазеров на ионах редкоземельных элементов (неодим, самарий и др.), внедренных в кристаллическую или стеклянную матрицы. В таких случаях инверсная населенность создается между двумя возбужденными уровнями: долгоживущий уровнем и короткоживущим уровнем. Такие лазеры надежны, удобны и сравнительно просты в использовании. При небольших габаритах они могут генерировать импульсные мощности до 1012 Вт и более. Очень короткие световые импульсы (до 10-12 с и менее), а также работать в непрерывном режиме. Накачка твердотельных лазеров осуществляется также оптическим путем. Для этого электрическая энергия с помощью специальных ламп накачки или с помощью полупроводниковых лазерных диодов преобразуется в оптическое излучение, которое поглощается атомами активного вещества, возбуждая их. Спектральный диапазон работы твердотельных лазеров ограничен оптической прозрачностью активной среды. С коротковолновой стороны он ограничен процессами собственного поглощения, а с длинноволновой — взаимодействием с колебаниями решетки.

...