Что такое лазер в физике простыми словами

Медицина

В 1960-х годах были выполнены первые исследования в отношении использования лазеров в медицине. Они проходили в клиниках ММА им. И. М. Сеченова, ЦИТО, , разработчиком первых в СССР лазерных медицинских установок было Научно-производственное предприятие «Исток» (Фрязино, Московская область). Изучались возможности применения в клинической практике гелий-неоновых лазеров с длиной волны 0,63 мкм. Была доказана целесообразность применения гелий-неоновых лазеров в лечебных целях и в 1972 году было получено разрешение Минздрава СССР на применение излучения гелий-неонового лазера малой мощности в терапии.

Работы по применению лазеров в хирургии в СССР начались в 1965 году в МНИОИ им. П. А. Герцена (рук. работ профессор С. Д. Плетнёв) совместно с НПП «Исток» (рук. работ академик АН СССР Н. Д. Девятков и В. П. Беляев). Использовался высокоэнергетические С0₂ лазеры с длиной волны 10,6 мкм. По результатам этих работ в НПП «Исток» было создано несколько модификаций лазерных хирургических установок, которые были переданы в клиники и использовались при проведении хирургических операций.

С появлением промышленных лазеров наступила новая эра в хирургии. При этом пригодился опыт специалистов по лазерной обработке металла. Приваривание лазером отслоившейся сетчатки глаза — это точечная контактная сварка; лазерный скальпель — автогенная резка; сваривание костей — стыковая сварка плавлением; соединение мышечной ткани — тоже контактная сварка.

Для того чтобы лазерное излучение оказало какое-либо действие, надо, чтобы ткань его поглощала. Самый популярный лазер в хирургии — углекислотный. Другие лазеры монохроматичны, то есть нагревают, разрушают или сваривают только некоторые биологические ткани с вполне определенной окраской. Например, луч аргонового лазера свободно проходит через матовое стекловидное тело и отдает свою энергию сетчатке, цвет которой близок к красному.

Углекислотный лазер пригоден в большинстве случаев, например когда нужно рассечь или приварить друг к другу ткани разного цвета. Однако при этом возникает другая проблема. Ткани насыщены кровью и лимфой, содержат много воды, а излучение лазера в воде теряет энергию. Увеличить энергию лазерного луча можно, но это может привести к прожигу тканей. Создателям хирургических лазеров приходится прибегать к всевозможным уловкам, что сильно удорожает аппаратуру.

Специалистам по сварке металлов давно известно, что при резке пакета тонких металлических листов необходимо, чтобы они плотно прилегали друг к другу, а при точечной контактной сварке для тесного контакта свариваемых деталей необходимо дополнительное давление.

Этот метод был использован и в хирургии: профессор О. К. Скобелкин и его соавторы предложили при сварке тканей слегка их сдавливать, чтобы вытеснить кровь. Для осуществления нового способа был создан целый набор инструментов, который применяется сегодня в желудочно-кишечной хирургии, при операциях на желчных путях, селезенке, печени, лёгких.

• Косметическая хирургия (удаление татуажа и пр.);
• Коррекция зрения;
• Хирургия (Гинекология, урология, лапароскопия);
• Стоматология
• Диагностика заболеваний
• Удаление опухолей, особенно мозга и спинного мозга

Уход за кожей после процедуры

При правильном уходе после процедуры, как правило, не возникает никаких осложнений.

Решившись на лазерную эпиляцию, важно помнить, что длина волосков на теле должна быть в диапазоне 2-4 мм. После процедуры старайтесь беречь кожу от ультрафиолета, не брейте ноги и зону бикини и постоянно обрабатывайте кожу увлажняющим кремом

Кремы, специально протестированные для использования после лазерной эпиляции, не так уж часто встречаются, разумный выбор — косметика, которая подходит для ухода за чувствительной кожей.

Кремовый дезодорант для чувствительной кожи и кожи после эпиляции Bocage Déodorant, Lancôme

Мягкая текстура крема бережно ухаживает за чувствительной кожей подмышек, в том числе и после эпиляции.

Лосьон для тела с ароматом мускуса Original Musk Body Lotion, Kiehl’s

Нежный увлажняющий лосьон для тела c маслом абрикосовых косточек, кунжутного семени и зародышей пшеницы быстро впитывается, смягчает кожу и ароматизирует ее.

Масло абрикосовой косточки

Увлажняющее молочко для тела Lait Corporel Body Milk, Biotherm

Молочко для тела c чистым термальным планктоном и витамином Е увлажняет кожу, делает ее более мягкой и ухоженной.

Витамин E

Увлажняющий лосьон для сухой и очень сухой кожи лица и тела, CeraVe

Обладает очень легкой и нежирной текстурой, отлично увлажняет и восстанавливает защитный барьер кожи.

Тающее молочко для тела с овсяным молочком, Garnier

Мягкий увлажняющий и комфортный уход точно пригодится коже после процедуры. Овсяное молочко известно смягчающими, успокаивающими свойствами.

Обучение

КВ-1 (49.1 % побед)

На что обращать внимание при выборе лазерной эпиляции?

1. Проверяйте лицензию клиники или салона на мед. деятельность. Подвалы, домашние процедуры, парикмахерские не могут работать на медицинских аппаратах, более того — часто они просто не потянут закупку дорогого оборудования.
2. Вам должны чётко назвать марку и производителя аппарата, и тип лазерного излучения — диодный или александритовый (можно встретить гибридный диодно/александритовый или диодно/неодимовый тип — это опять же маркенговые уловки, хотя технология имеет место быть).
3. Не поленитесь поискать в интернете информацию по этой модели и подтвердить данные по типу излучения.
4. Удостоверьтесь, что косметолог имеет опыт работы на этом аппарате.

Классификация лазеров

Существует несколько видов лазера, отличающихся друг от друга по принципу агрегатного состояния активной среды и по способу ее возбуждения. Перечислим основные.

Твердотельные лазеры

С этих лазеров все начиналось. Активная среда в них была твердой и состояла из кристаллов рубина и небольшого количества ионов хрома. Накачка осуществлялась при помощи импульсной лампы. Самый первый рубиновый лазер собрал американец Т. Майман в 1960 году. Твердотельные лазеры также изготавливают из стекла с примесью неодима Nd, алюмоиттриевого граната Y2Al5O12 с примесью хрома и неодима — все это также вещества для активной среды твердотельного лазера.

Газовые лазеры

В газовых лазерах активная среда формируется из газов с очень низким давлением или из их смесей. Газы заполняют стеклянную трубку, в которую впаяны электроды. Американцы А. Джаван, У. Беннетт и Д. Эрриот стали первыми создателями газового лазера в 1960 году. В качестве накачки такого лазера обычно применяют разряд электричества, производимый генератором высоких частот. Излучение газового лазера отличается своей непрерывностью. Плотность газов невысока, так что требуется довольно длинный стержень активной среды. Интенсивность излучения обеспечивается в этом случае за счет массы активного вещества.

Газодинамические, химические и эксимерные лазеры

По большому счету эти три вида можно классифицировать как газовые лазеры.

• Газодинамический лазер по принципу работы схож с реактивным двигателем. В нем по сути происходит сгорание топлива, в которое добавлены частицы газов активной среды. В процессе сгорания молекулы газов приходят в возбуждение, а потом, будучи охлажденными сверхзвуковым течением, испускают мощнейшее когерентное излучение, тем самым отдавая энергию.
• В химическом лазере импульс излучения появляется в результате химической реакции. В самом мощном лазере этого типа работает атомарный фтор в реакции с водородом.
• Работу эксимерных лазеров обеспечивают особые молекулы, которые всегда находятся в возбужденном состоянии.

Жидкостные лазеры

Первые жидкостные лазеры появились почти тогда же, когда и твердотельные — в 60-х годах XX века. Для создания активной среды в них используются разнообразные растворы органических соединений. Плотность такого вещества выше, чем у газа, хотя и ниже, чем у твердых тел. Поэтому такие лазеры способны генерировать достаточно сильное излучение (до 20 Вт), при том что объем их активного вещества сравнительно невелик. Работать они могут и в импульсном, и в непрерывном режимах. В качестве накачки используются импульсные лампы и другие лазеры.

Полупроводниковые лазеры

В 1962 году появились и первые полупроводниковые лазеры — в результате параллельной работы нескольких ученых из США: Р. Холла, М.И. Нейтена, Т. Квиста и их групп. Теоретически работа этого лазера была обоснована ранее, в 1958 году, русским физиком Н.Г. Басовым.

В полупроводниковом лазере в качестве активной среды используется кристалл-полупроводник, например арсенид галлия GaAs. Поэтому на первый взгляд его можно было бы отнести к твердотельным лазерам. Однако он принципиально отличается тем, что излучательные переходы в нем происходят не между энергетическими уровнями атомов, а между энергетическими зонами или подзонами кристалла.

Накачка такого лазера производится постоянным электрическим током. Грани кристалла-полупроводника тщательно полируются, и из них получается отличный резонатор.

Лазеры в природе

В нашей Вселенной учеными были найдены лазеры с естественным происхождением. Существуют гигантские межзвездные облака, созданные конденсированными газами. В них инверсная заселенность образуется естественным образом. Свет ближних звезд или другие излучения в космосе выполняют роль накачки, а газовые облака сами по себе являются превосходной активной средой протяженностью в несколько сотен миллионов километров. Возникает естественный астрофизический лазер, который не нуждается в резонаторе, — вынужденное электромагнитное излучение образуется в них самопроизвольно, как только проходит волна света.

Инверсная заселенность. Создание когерентного излучения:

Перемещаясь по уровням атома, электроны создают (выделяют) его энергию: чем они выше, тем она больше, а опускаясь – поглощают ее. Чем выше энергия атома, тем больше он возбужден, но это отражается и на его устойчивости – она слабеет. В определенный момент времени электроны все же изменят уровень на более низкий, выделив фотон – электромагнитное излучение. Учитывая, что такой переход спонтанный, выделяемое излучение происходит разобщенно, поэтому и образующийся луч является несогласованным.

Если же излучение (выделение энергии) проводится направленно, при воздействии электромагнитной волны, чья частота близка к частоте перехода атома, возникнет иной эффект. Полученный резонанс дестабилизирует атом и все электроны «упадут» с верхних «ярусов» на нижние. При таком спровоцированном воздействии световая волна будет идентична первичной волне по всем трем параметрам:

– частоте;

– направленности;

– фазе.

Все образующиеся волны имеют согласованное (когерентное) направление, и суммарно они увеличивают интенсивность излучения, т.е. количество его квантов.

Заселенность – это количество атомов на определенном энергетическом уровне (E_n). Если заселенность более высокого уровня (Е₂) выше, чем ниже расположенного (Е₁), образуется инверсная заселенность. Так и активное вещество – это среда, где возбужденных атомов больше, чем тех, что находятся в состоянии покоя. Если подобная среда будет подвержена воздействию электромагнитной волны, электроны поднимутся на выше расположенные уровни, и возникнет усиленное этим воздействием излучение. Причина проста – каждый квант электромагнитной волны порождает идентичный фотон, эти два образуют четыре фотона, те – восемь и так далее. Все это приводит к появлению фотонной лавины.

Однако данная ситуация весьма условна и возможна лишь в идеальных условиях. В реальных же существуют факторы, провоцирующие утрату электромагнитной волной энергии: ее поглощают примеси, которые содержит активная среда, она рассеивается в ее неоднородных слоях и т.д. Усилить же ее можно путем продления длины пробега в активной среде, что возможно весьма условно. Поэтому был создан резонатор: многократно отражаясь от двух параллельно расположенных зеркал, волна проходит достаточное расстояние для получения нужного уровня усиления, но при условии, что сохранится инверсионная заселенность.

Обеспечивать нужное число электронов на высоких уровнях возможно при использовании отдельного источника энергии – что означает, что необходимо проводить накачку активной среды источниками энергии. Подобные источники энергии могут быть самыми разными: протекающая химическая реакция, установленная электрическая лампа, направленный разряд электроэнергии и прочие. Есть и определенные условия:

– накопление электронов на верхних слоях атомах. Их должно скопиться не менее половины от общего числа;

– уровень энергии. Он должен превысить определенные показатели, иначе потери превысят накачку, что приведет к малой мощности на выходе.

После достижения состояния инверсии, некоторые электроны начнут спонтанный спуск на более низкий энергетический уровень, при котором возникнут кванты (фотоны). Те фотоны, которые были выпущены под углом к оси резонатора, вызовут короткий цикл излучений в выбранном направлении и исчезнут из активной среды. Те фотоны, чье движение будет направлено вдоль оси резонатора, смогут бесконечное количество раз отразиться в зеркалах резонатора, что и приведет к появлению согласованного (когерентного) излучения.

Картошка гармошкой

Примечания

1. , p. 86.
2. , p. 87.
3. , pp. 87—88.
4. , p. 88.
5. , pp. 88—89.
6. ↑ , p. 90.
7. , p. 91.
8. , p. 89.
9. , pp. 93—94.
10. ↑
11. ↑
12. , pp. 95—100.
13. , p. 105.
14. ↑
15. , p. 104.
16. , pp. 101—104.
17. , pp. 106—107.
18. , pp. 107—108.
19. , pp. 108—109.
20. ↑
21. , p. 37.
22. ↑ , p. 202.
23. ↑
24. ↑
25. , p. 108.
26. , p. 199.
27. , p. 201.
28. ↑ , с. 45.
29. ↑

Специалист по работе с клиентами/Офис-менеджер

Технические характеристики лазера:

Параметрами, характеризующими работу оптического квантового генератора – лазера являются:

– длина излучаемой волны (ДВ) в микрометрах (мкм);

– режим работы (РР);

– мощность излучения (МИ) в милливаттах (мВт), ваттах (Вт), киловаттах (кВт), мегаваттах (МВт), гигаваттах (ГВт);

– частота повторения импульсов (ЧПИ) в герцах (Гц);

– длительность импульса (ДИ) в миллисекундах (мс), микросекундах (мкс), наносекундах (нс), пикосекундах (пс), фемтосекундах (фс);

– расходимость излучения (РИ) в миллирадианах (мрад), градусах (град);

– коэффициент полезного действия (КПД) в процентах (%).

Сравнительную характеристику основных лазеров можно оценить по данным таблицы.

Тип лазера	Активная среда	ДВ, мкм	РР	МИ	ЧПИ	ДИ	РИ	КПД, %
Газовый	Гелий-Неон	0,63	непрерывный	0,5-50 мВт	—	—	0,7-3,5 мрад	0,01-0,1
Двуокись углерода – Азот	10,6	непрерывный	1 – 1,5·104 Вт	—	—	до 25 мрад	до 20
10,6	импульсный	10 – 5·103 Вт (средняя)	до 2,5·104 Гц	0,006-100 мкс	до 7 мрад	до 6
Аргон	0,33-0,53	непрерывный	0,01-20 Вт	—	—	0,5-1,5 мрад	0,01-0,1
Фторид криптона (эксимерный)	0,249	импульсный	20-250 Вт (средняя)	до 103 Гц	4·10-3 – 1 мкс	0,1-6 мрад	0,03-2
Жидкостный	Органические красители	0,25-1,01	импульсный	0,1-3 Вт (средняя)	108 Гц	<1 пс	1,4-1,5 мрад	30-60
Твердотельный	Алюмо-иттриевый гранат с неодимом	1,06	непрерывный	0,05 – 103 Вт	—	—	—	1-3
импульсный свободной генерации	20-600 Вт (средняя)	1-300 Гц	0,1-10 мс	3-24 мрад	1-2
импульсный с модулированной добротностью	2-100 МВт (пиковая)	0,1-100 Гц	2-25 нс	0,3-3 мрад	0,4-1
режим синхронизации мод	0,02-2 ГВт (пиковая)	10 Гц	30-150 пс	0,3-0,7 мрад	не  более  0,01
Рубин	0,6943	импульсный свободной генерации	1-38 Вт (средняя)	0,016-5 Гц	0,3-3 мс	3-18 мрад	0,1-1
импульсный с модулированной добротностью	0,02-1 ГВт (пиковая)	0,017-1 Гц	12-30 нс	0,3-1 мрад	до 0,1
Полупроводниковый	Арсенид галия	0,8-0,9	непрерывный (одиночные лазеры)	5-40 мВт	—	—	20-40 град	1-30
Арсенид алюминия-галия	0,8-0,9	непрерывный (интегральные решётки)	100-500 мВт	—	—	20-40 град	10-20
импульсный  (одиночные лазеры)	100-500 мВт	103 Гц	102 нс	20-40 град	10-20
Арсенид галия-индия, в т.ч с примесями алюминия	1,3-1,5	непрерывный	1-5 мВт	—	—	20-40 град	10-20
Селенид свинца, сульфид свинца, теллурид свинца	4-15	непрерывный с глубоким охлаждением	0,1 мВт	—	—	1 град	около 5

Как видно из таблицы, одно и то же вещество активной среды, но с добавлением примесей или изменением режима работы, может изменять свои параметры, что всегда учитывается при эксплуатации устройства.

Примечание: Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Найти что-нибудь еще?

карта сайта

Коэффициент востребованности
5 625

Принцип действия (работы) лазера:

Физической основой работы лазера служит явление вынужденного (индуцированного) излучения.

Если кратко, то суть данного явления состоит в том, что возбуждённый атом (или другая квантовая система) способен излучить фотон под действием другого фотона без его поглощения, если энергия последнего равняется разности энергий уровней атома до и после излучения. При этом излучённый фотон когерентен фотону, вызвавшему излучение (является его «точной копией»). Таким образом, происходит усиление света. Этим явление вынужденного (индуцированного) излучения отличается от спонтанного излучения, в котором излучаемые фотоны имеют случайные направления распространения, поляризацию и фазу.

Теперь объясним данное явление более подробно.

Следует иметь в виду, что атом в возбужденном состоянии неустойчив. Рано или поздно (в среднем за 10–8 секунды), в какой-то момент времени он самостоятельно вернется в основное состояние, излучив электромагнитную волну – фотон.

Излучение энергии атомом возможно:

– самостоятельно, если он возбужден;

– под воздействием излучения извне.

При этом потоки света, образующиеся в обоих случаях, схожи между собой, а значит, длина волны, вызвавшая возбуждение атома, равна самой вызванной (индуцированной) волне. И чем больше будет воздействие на атом, тем больше электронов перейдут на высший энергетический уровень и тем выше окажется индуцированное излучение.

Существуют сосредоточения атомов, чье большое количество электронов находится на высоком энергетическом уровне. Оно (сосредоточение атомов) представляет собой инверсную систему. Ее уникальностью является тот факт, что излучение в данной системе гораздо сильнее поглощения, и именно эта особенность предоставила ученым возможность создать лазер посредством искусственного образования подобных систем.

Вне инверсной системы случайные кванты также способны как провоцировать излучение атомов находящихся в возбужденном состоянии, так и поглощаться ими, если те «спокойны».

Однако для получения нужного индуцированного и когерентного потока света необходимо, чтобы число возбужденных частиц имело превосходящее количество (существовала инверсионная заселенность), что в состоянии, когда все макроскопические величины постоянны (т.е. когда все атомы находятся в состоянии покоя), исключено. Получить нужное возбужденное состояние атомов и соответственно создать вынужденное (индуцированное) когерентное излучение позволяют системы накачки активной среды лазера.

Накачка воздействует на активную среду лазера, коими могут выступать различные вещества, дающие ему итоговое название:

– твердые – некоторые драгоценные камни (рубин, гранат), стекла, включающие неодим;

– жидкие – растворы солей неодимов, анилиновых красителей;

– газообразные – гелий и неон, углекислый газ, аргон, а также водяной пар низкого давления;

– плазма;

– полупроводниковые материалы.

Активная среда при этом помещается между параллельными друг другу зеркальными стеклами резонатора.

Аннотация

Показания к проведению лазерной обработки

Уход за кожей после процедуры

Восстановить и смягчить кожу после процедуры можно достаточно быстро при регулярном использовании кремов и лосьонов на обработанные участки. Ожоги и покраснения стоит сразу же обработать заживляющими средствами, например Бепантен или Пантенол. Подойдут любые формы препаратов (спрей, крем, мазь).

Перед выходом из помещения в летний период нужно обязательно наносить на свободные от одежды участки кожи, где проводилась эпиляция, солнцезащитный крем. Для эффективной защиты от ультрафиолета стоит использовать средства с маркировкой SPF-30. Это оптимальный уровень защиты от негативных последствий.

Твердотельные лазеры

Рабочее тело	Длина волны	Источник накачки	Применение
Рубиновый лазер	694,3 нм	Импульсная лампа	Голография, удаление татуировок. Первый представленный тип лазера ().
Алюмо-иттриевые лазеры с легированием неодимом (Nd:YAG)	1,064 мкм, (1,32 мкм)	Импульсная лампа, лазерный диод	Обработка материалов, лазерные дальномеры, лазерные целеуказатели, хирургия, научные исследования, накачка других лазеров. Один из самых распространённых лазеров высокой мощности. Обычно работает в импульсном режиме (доли наносекунд). Нередко используется в сочетании с удвоителем частоты и соответственным изменением длины волны на 532 нм. Известны конструкции с квазинепрерывным режимом излучения.
Лазер на фториде иттрия-лития с легированием неодимом (Nd:YLF)	1,047 и 1,053 мкм	Импульсная лампа, лазерный диод	Наиболее часто используются для накачки титан-сапфировых лазеров, используя эффект удвоения частоты в нелинейной оптике.
Лазер на ванадате иттрия (YVO4) с легированием неодимом (Nd:YVO)	1,064 мкм	Лазерные диоды	Наиболее часто используются для накачки титан-сапфировых лазеров, используя эффект удвоения частоты в нелинейной оптике.
Лазер на неодимовом стекле (Nd:Glass)	~1,062 мкм (Силикатные стёкла), ~1,054 мкм (Фосфатные стёкла)	Импульсная лампа, Лазерные диоды	Лазеры сверхвысокой мощности (тераватты) и энергии (мегаджоули). Обычно работают в нелинейном режиме утроения частоты до 351 нм в устройствах лазерной плавки. Лазерный термоядерный синтез (ЛТС). Накачка рентгеновских лазеров.
Титан-сапфировый лазер	650—1100 нм	Другой лазер	Спектроскопия, лазерные дальномеры, научные исследования.
Алюмо-иттриевые лазеры с легированием тулием (Tm:YAG)	2,0 мкм	Лазерные диоды	Лазерные радары
Алюмо-иттриевые лазеры с легированием иттербием (Yb:YAG)	1,03 мкм	Импульсная лампа, Лазерные диоды	Обработка материалов, исследование сверхкоротких импульсов, мультифотонная микроскопия, лазерные дальномеры.
Алюмо-иттриевые лазеры с легированием гольмием (Ho:YAG)	2,1 мкм	Лазерные диоды	Медицина
Церий-легированный литий-стронций (или кальций)-алюмо-фторидный лазер (Ce:LiSAF, Ce:LiCAF)	~280-316 нм	Лазер Nd:YAG с учетверением частоты, Эксимерный лазер, лазер на парах ртути.	Исследование атмосферы, лазерные дальномеры, научные разработки.
Лазер на александрите с легированием хромом	Настраивается в диапазоне от 700 до 820 нм	Импульсная лампа, Лазерные диоды. Для непрерывного режима — дуговая ртутная лампа	Дерматология, лазерные дальномеры.
Волоконный лазер с легированием эрбием	1,53-1,56 мкм	Лазерные диоды	Оптические усилители в волоконно-оптических линиях связи, обработка металлов (резка, сварка, гравировка), термораскалывание стекла, медицина, косметология.
Лазеры на фториде кальция, легированном ураном (U:CaF2)	2,5 мкм	Импульсная лампа	Первый 4-х уровневый твердотельный лазер, второй работающий тип лазера (после рубинового лазера Маймана), охлаждался жидким гелием, сегодня нигде не используется.
Лазеры на халькогенидах цинка/кадмия, легированных переходными металлами (хромом,железом) (TM2+:AIIBVI, Cr2+:ZnSe, Fe2+:ZnSe)	Cr2+ 1,9-3,6 мкм, Fe2+ 4-5.5 мкм	для Cr2+-легированной активной среды — лазерный диод, эрбиевый или тулиевый волоконные лазеры, для Fe2+-легированной активной среды — Er:YAG лазер (2,94 мкм)	Твердотельные лазеры с широкой полосой перестройки, генерация фемтосекундных лазерных импульсов

Чем может противников поразить торпеда ?

Заключенная в их утробе мощь, по мнению западных военных экспертов сможет уничтожать города, а от подводного взрыва термоядерного заряда может образовываться цунами (с высотой волны от 300 до 500 метров с затоплением территории вглубь на равнине до 500 км) с последующими радиоактивными осадками (один из поражающих элементов с радиусом поражения от 300 до 1.700 км) и тому подобными последствиями, вроде поражения на открытом воздухе при использовании 100 мегатонного заряда диаметром 70 км.

Впервые, Владимиром Путиным о существовании подводного дрона было заявлено 1 марта 2018 года.

Применение лазера в медицине

Лазерное излучение в медицине – это прорыв в лечении пациентов, требующих оперативного вмешательства. Лазер применяют для производства хирургического инструментария. Неоспоримые преимущества хирургического лечения лазерным скальпелем очевидны. Он позволяет сделать бескровный разрез мягких тканей. Это обеспечивается мгновенной спайкой мелких сосудов и капилляров. Во время использования такого инструмента хирург полностью видит все операционное поле. Лазерный поток энергии рассекает на определенном расстоянии, не контактируя с внутренними органами и сосудами.

Важным приоритетом является обеспечение абсолютной стерильности. Строгая направленность лучей позволяет делать операции с минимальной травматизацией. Реабилитационный период пациентов значительно сокращается. Быстрее возвращается трудоспособность человека. Отличительной особенностью применения лазерного скальпеля является безболезненность в послеоперационный период.

Развитие лазерных технологий позволило расширить возможности его применения. Были обнаружены свойства лазерного излучения положительно влиять на состояние кожи. Поэтому его активно применяют в косметологии и дерматологии.

В зависимости от своего типа, кожа человека по-разному поглощает лучи и реагирует на них. Аппараты лазерного излучения могут создать нужную длину волны в каждом конкретном случае.

Применение:

• эпиляция – разрушение волосяной луковицы и удаления волос;
• лечение угревой сыпи;
• удаление пигментных и родимых пятен;
• шлифовка кожи;
• применение при бактериальном поражении эпидермиса (обеззараживает, убивает патогенную микрофлору), излучение лазера предупреждает распространение инфекции.

Офтальмология – это первая отрасль, которая применила лазерное излучение. Направления в применении лазеров в микрохирургии глаза:

• лазеркоагуляция – использование термических свойств для лечения сосудистых заболеваний глаза (поражение сосудов роговицы, сетчатки);
• фотодеструкция – рассечение тканей на пике мощности лазера (вторичная катаракта и ее рассечение);
• фотоиспарение – длительное воздействие тепла, применяют при воспалительных процессах глазного нерва, при конъюнктивите;
• фотоабляция – постепенное удаление тканей, используют для лечения дистрофических изменений роговицы, устраняет ее помутнение, операционное лечение глаукомы;
• лазерстимуляция – оказывает противовоспалительное, рассасывающее действие, улучшает трофику глаза, применяется для лечения склеритов, экссудации в камере глаза, гемофтальмов.

Лазерное облучение используется при онкологических заболеваниях кожи. Наиболее эффективен лазер для удаления меланобластомы. Иногда метод применяют для лечения рака пищевода или прямой кишки 1-2 стадии. При глубоком расположении опухоли и метастазах лазер не эффективен.

Лазерное омоложение

Это понятие включает в себя большой разброс по применяемым технологиям и ответной реакции кожи.

Лазерное воздействие низкоинтенсивными лазерами (атермическими, холодными, софт, — как их еще называют в косметологии), с целью лазерофореза и лазерной биостимуляции (как часто называют эту процедуру – «лазерная биоревитализация», не устану повторять, что это безграмотно и не отражает суть происходящих процессов). Аппараты в этих технологиях используются в основном полупроводниковые (диодные), набор длин волн от 630 до 915 нм, мощность предельная не более 100мВТ. Эффекты от воздействия: стимуляция процессов репарации тканей, улучшение внешнего вида, коррекция незначительных эстетических дефектов.

Низкоинтесивное лазерное воздействие должно применяться курсами, оно относится к разделу физиотерапевтических аппаратных технологий ухода за кожей лица и тела.

Лазерное воздействие высокоэнергетическими лазерами можно разделить на несколько процедур с различной геометрией проникновения излучения. К этим процедурам будут относиться методики, воздействующие на изменение структурной решетки ткани. Их, в свою очередь можно разделить на аблятивные (с повреждением эпидермального слоя) и неаблятивные (без повреждения эпидермального слоя).

Названия процедур в этой категории различны: лазерная шлифовка, лазерная абляция, фракционный фототермолиз, аблятивный фототермолиз, наноперфорация, дермальный лазерный лифтинг и т.д. и т.п..

Нужно понимать: различные клинические эффекты на тканях будут напрямую зависеть от параметров излучения. Лазерные аппараты, выполняющие методики в этом разделе, в основной своей массе твердотельные и газовые, длины волн от 755 нм (александритового лазера), 1064, 1320,1440 нм (неодимового лазера), 1540, 2940 нм (эрбиевый лазер), углекислотный лазер СО2 с длиной волны 10600 нм.

Применяемая длина волны с определенными параметрами воздействия и будет определять следующие эффекты на биоткани:

1. Фототермический (нагревание, испарение (абляция), коагуляция тканей).
2. Фотохимический (образование плазмы, разрушение ткани).
3. Фотоакустический (распространяется ударная волна, переходящая по мере удаления от фокуса в обычную акустическую волну, вызывая электронно-деформационный эффект).

Эффекты от применения высокоэнергетических лазеров следует ожидать следующие: коррекцию сеточки морщин, уплотнение дермы с улучшением эстетического вида, коррекцию легкого птоза тканей, улучшение фактуры кожных покровов.

Высокоэнергетические лазерные процедуры, в зависимости от конфигурации проникновения излучения в ткани, могут применяться как единичное воздействие (в случае лазерной шлифовки), так и небольшими курсами по 4 -5 сеансов (в случае лазерной наноперфорации). Эти методики находятся на границе малоинвазивных манипуляций и пластической хирургии.

Ссылки

Советы по безопасности

• Соблюдение простых правил поможет избежать повреждения глаз при использовании лазерной указки.
• Никогда нельзя целиться лазером в людей.
• Не нужно покупать лазерные указки детям. Они не должны играть ими без наблюдения взрослых. Лазерные указки – не игрушка.
• При покупке указки нужно убедиться, что к ней прилагается вся необходимая информация (одобрение регуляторных органов, указание производителя и даты производства, предупреждение об опасности, класс от I до IIIа).
• Включайте указку только когда хотите показать на близкий объект.
• Не наводите указку на зеркальные поверхности, отраженный луч может быть опасен.
• Знайте о возможном действии лазерной указки на организм, это поможет не растеряться, если обнаружите на себе яркую точку указки.

Лазерная указка разрешенного типа в руках человека, осознающего ее опасность, не должна навредить окружающим. 

Принцип действия

Физической основой работы лазера служит явление вынужденного (индуцированного) излучения. Суть явления состоит в том, что возбуждённый атом способен излучить фотон под действием другого фотона без его поглощения, если энергия последнего равняется разности энергий уровней атома до и после излучения. При этом излучённый фотон когерентен фотону, вызвавшему излучение (является его «точной копией»). Таким образом происходит усиление света. Этим явление отличается от спонтанного излучения, в котором излучаемые фотоны имеют случайные направления распространения, поляризацию и фазу.

Гелий-неоновый лазер. Светящаяся область в центре — это не лазерный луч, а свечение электрического разряда в газе, возникающее подобно тому, как это происходит в неоновых лампах. Собственно лазерный луч проецируется на экран справа в виде красной точки.

Вероятность того, что случайный фотон вызовет индуцированное излучение возбуждённого атома, в точности равняется вероятности поглощения этого фотона атомом, находящимся в невозбуждённом состоянии. Поэтому для усиления света необходимо, чтобы возбуждённых атомов в среде было больше, чем невозбуждённых (так называемая инверсия населённостей). В состоянии термодинамического равновесия это условие не выполняется, поэтому используются различные системы накачки активной среды лазера (оптические, электрические, химические и др.).

Первоисточником генерации является процесс спонтанного излучения, поэтому для обеспечения преемственности поколений фотонов необходимо существование положительной обратной связи, за счёт которой излучённые фотоны вызывают последующие акты индуцированного излучения. Для этого активная среда лазера помещается в оптический резонатор. В простейшем случае он представляет собой два зеркала, одно из которых полупрозрачное — через него луч лазера частично выходит из резонатора. Отражаясь от зеркал, пучок излучения многократно проходит по резонатору, вызывая в нём индуцированные переходы. Излучение может быть как непрерывным, так и импульсным. При этом, используя различные приборы (вращающиеся призмы, ячейки Керра и др.) для быстрого выключения и включения обратной связи и уменьшения тем самым периода импульсов, возможно создать условия для генерации излучения очень большой мощности (так называемые гигантские импульсы). Этот режим работы лазера называют режимом модулированной добротности.

Генерируемое лазером излучение является монохроматическим (одной или дискретного набора длин волн), поскольку вероятность излучения фотона определённой длины волны больше, чем близко расположенной, связанной с уширением спектральной линии, а, соответственно, и вероятность индуцированных переходов на этой частоте тоже имеет максимум. Поэтому постепенно в процессе генерации фотоны данной длины волны будут доминировать над всеми остальными фотонами. Кроме этого, из-за особого расположения зеркал в лазерном луче сохраняются лишь те фотоны, которые распространяются в направлении, параллельном оптической оси резонатора на небольшом расстоянии от неё, остальные фотоны быстро покидают объём резонатора. Таким образом луч лазера имеет очень малый угол расходимости. Наконец, луч лазера имеет строго определённую поляризацию. Для этого в резонатор вводят различные поляризаторы, например, ими могут служить плоские стеклянные пластинки, установленные под углом Брюстера к направлению распространения луча лазера.

Предупреждения