Lazerlər. Lazer şüalanması nədir? Lazer şüalanması: onun mənbələri və ondan qorunma

Lazerlər tibb, fizika, kimya, geologiya, biologiya və mühəndislikdə getdikcə daha vacib tədqiqat alətlərinə çevrilir. Düzgün istifadə edilmədikdə, onlar laboratoriyada ətrafda olanlar da daxil olmaqla, operatorların və digər personalın korlanmasına və zədələnməsinə (yanıqlar və elektrik cərəyanı vurması daxil olmaqla) və həmçinin əhəmiyyətli maddi ziyana səbəb ola bilər. Bu cihazların istifadəçiləri tam başa düşməli və tətbiq etməlidirlər zəruri tədbirlər onlarla işləyərkən təhlükəsizlik.

Lazer nədir?

"Lazer" sözü (LASER, Stimulated Emission of Radiation ilə İşıq Gücləndirilməsi) "şüalanmanın stimullaşdırılmış emissiyası ilə işığın gücləndirilməsi" mənasını verən abbreviaturadır. Lazerin yaratdığı radiasiyanın tezliyi elektromaqnit spektrinin görünən hissəsində və ya yaxınlığındadır. Enerji lazerin yaratdığı emissiya adlanan proses vasitəsilə son dərəcə yüksək intensivliyə qədər gücləndirilir.

Radiasiya termini tez-tez səhv başa düşülür, çünki o, eyni zamanda təsvir etmək üçün də istifadə olunur. Bu kontekstdə enerjinin ötürülməsi deməkdir. Enerji bir yerdən digərinə keçiricilik, konveksiya və şüalanma yolu ilə ötürülür.

Fərqli mühitlərdə fəaliyyət göstərən bir çox fərqli lazer növü var. İstifadə olunan iş mühiti qazlar (məsələn, arqon və ya helium və neon qarışığı), bərk kristallar (məsələn, yaqut) və ya maye boyalardır. İşçi mühitə enerji verildikdə o, həyəcanlanır və işıq hissəcikləri (fotonlar) şəklində enerji buraxır.

Möhürlənmiş borunun hər iki ucunda yerləşən bir cüt güzgü, adı verilən konsentrasiyalı bir axın içində işığı ya əks etdirir və ya ötürür. Lazer şüası. Hər bir əməliyyat mühiti unikal dalğa uzunluğu və rəng şüası yaradır.

Lazer işığının rəngi adətən dalğa uzunluğu ilə ifadə edilir. O, qeyri-ionlaşdırıcıdır və spektrin ultrabənövşəyi (100-400 nm), görünən (400-700 nm) və infraqırmızı (700 nm - 1 mm) hissələrini əhatə edir.

Elektromaqnit spektri

Hər bir elektromaqnit dalğası bu parametrlə əlaqəli unikal tezlik və uzunluğa malikdir. Qırmızı işığın öz tezliyi və dalğa uzunluğu olduğu kimi, bütün digər rənglərin - narıncı, sarı, yaşıl və mavi rənglərin özünəməxsus tezlikləri və dalğa uzunluqları var. İnsanlar bunları dərk edə bilirlər elektromaqnit dalğaları, lakin spektrin qalan hissəsini görmək mümkün deyil.

Ultrabənövşəyi şüalanma da ən yüksək tezlikə malikdir. İnfraqırmızı, mikrodalğalı radiasiya və radio dalğaları spektrin aşağı tezliklərini tutur. Görünən işıq ikisi arasında çox dar bir diapazonda yerləşir.

insanlara təsiri

Lazer sıx, yönəldilmiş işıq şüası yaradır. Bir obyektə yönəldilərsə, əks olunarsa və ya fokuslanarsa, şüa qismən udulur, səthin və obyektin daxili hissəsinin temperaturunu yüksəldir, bu da materialın dəyişməsinə və ya deformasiyasına səbəb ola bilər. Lazer cərrahiyyəsində və materialların emalında istifadə olunan bu keyfiyyətlər insan toxuması üçün təhlükəli ola bilər.

Toxumalara termal təsir göstərən radiasiya ilə yanaşı, fotokimyəvi effekt yaradan lazer şüalanması da təhlükəlidir. Onun vəziyyəti kifayət qədər qısa, yəni spektrin ultrabənövşəyi və ya mavi hissəsidir. Müasir cihazlar insanlara təsirini minimuma endirən lazer şüası istehsal edir. Aşağı güclü lazerlərin zərər vermək üçün kifayət qədər enerjisi yoxdur və onlar təhlükə yaratmır.

İnsan toxuması enerjiyə və müəyyən şərtlərə həssasdır elektromaqnit şüalanması lazer də daxil olmaqla, gözlərə və dəriyə zərər verə bilər. Travmatik şüalanmanın eşik səviyyələri üzrə tədqiqatlar aparılmışdır.

Göz təhlükəsi

İnsan gözü zədələrə dəridən daha həssasdır. Kornea (gözün aydın xarici ön səthi), dermisdən fərqli olaraq, onu ətraf mühitin təsirlərindən qorumaq üçün ölü hüceyrələrdən ibarət xarici təbəqəyə malik deyil. Lazer gözün buynuz qişası tərəfindən udulur, bu da ona zərər verə bilər. Zədə epitelin şişməsi və eroziya ilə müşayiət olunur və ağır zədələr zamanı - ön kameranın buludlanması.

Gözün lensi müxtəlif lazer şüalarına - infraqırmızı və ultrabənövşəyi radiasiyaya məruz qaldıqda zədələnməyə də həssas ola bilər.

Ən böyük təhlükə isə lazerin optik spektrin görünən hissəsində - 400 nm (bənövşəyi) ilə 1400 nm arasında (infraqırmızıya yaxın) olan retinaya təsiridir. Spektrin bu bölgəsində kollimasiya olunmuş şüalar retinanın çox kiçik sahələrinə fokuslanır. Ən əlverişsiz təsir, göz məsafəyə baxdıqda və birbaşa və ya əks olunan bir şüa ilə vurulduqda baş verir. Bu zaman onun retinaya konsentrasiyası 100 000 dəfəyə çatır.

Beləliklə, gücü 10 mVt/sm 2 olan görünən şüa 1000 Vt/sm 2 gücü ilə retinaya təsir edir. Bu zərər vermək üçün kifayət qədər çoxdur. Göz uzaqlara baxmırsa və ya şüa diffuzdan əks olunursa, güzgü səthi, əhəmiyyətli dərəcədə daha güclü radiasiya zədələnməyə səbəb olur. Dəriyə lazerlə məruz qalma fokuslanma effektinə malik deyil, ona görə də bu dalğa uzunluqlarında zədələrə daha az həssasdır.

rentgen şüaları

Gərginliyi 15 kV-dan çox olan bəzi yüksək gərginlikli sistemlər yarada bilər rentgen şüalarıəhəmiyyətli güc: mənbələri elektron nasosla güclü olan lazer şüalanması, həmçinin plazma sistemləri və ion mənbələri. Bu cihazlar, digər şeylərlə yanaşı, düzgün qorunma təmin etmək üçün sınaqdan keçirilməlidir.

Təsnifat

Şüanın gücündən və ya enerjisindən və şüalanmanın dalğa uzunluğundan asılı olaraq lazerlər bir neçə sinfə bölünür. Təsnifat birbaşa şüaya məruz qaldıqda və ya diffuz əks etdirən səthlərdən əks olunduqda cihazın gözlərə, dəriyə və ya yanğına dərhal xəsarət yetirmə potensialına əsaslanır. Bütün kommersiya lazerləri onlara tətbiq olunan işarələrlə müəyyən edilməlidir. Əgər cihaz evdə hazırlanmışdırsa və ya başqa şəkildə işarələnməyibsə, onun müvafiq təsnifatı və etiketlənməsi ilə bağlı məsləhət alınmalıdır. Lazerlər güc, dalğa uzunluğu və məruz qalma müddəti ilə fərqlənir.

Təhlükəsiz Cihazlar

Birinci sinif cihazlar aşağı intensivlikli lazer şüalanması yaradır. Bu çata bilməz təhlükəli səviyyə, buna görə də mənbələr əksər nəzarətlərdən və ya digər müşahidə formalarından azaddır. Misal: lazer printerlər və CD pleyerlər.

Şərti təhlükəsiz cihazlar

İkinci dərəcəli lazerlər spektrin görünən hissəsində yayılır. Bu, mənbələri insanlarda çox parlaq işığa qarşı nifrətin normal reaksiyasına səbəb olan lazer şüasıdır (qırpma refleksi). Şüaya məruz qaldıqda insan gözü 0,25 s ərzində yanıb-sönür ki, bu da kifayət qədər qorunma təmin edir. Bununla belə, görünən diapazonda lazer şüalanması daimi məruz qalma ilə gözə zərər verə bilər. Nümunələr: lazer göstəriciləri, geodeziya lazerləri.

2a sinfi lazerlər çıxış gücü 1 mVt-dan az olan xüsusi təyinatlı cihazlardır. Bu cihazlar yalnız o zaman zərər verir birbaşa təsir 8 saatlıq iş günündə 1000 s-dən çox. Misal: barkod oxuyucuları.

Təhlükəli lazerlər

3a sinfinə qorunmayan gözə qısa müddətli məruz qalma zamanı zədə verməyən cihazlar daxildir. Teleskop, mikroskop və ya durbin kimi fokuslama optiklərindən istifadə edərkən təhlükə yarada bilər. Nümunələr: 1-5 mVt helium-neon lazer, bəzi lazer göstəriciləri və tikinti səviyyələri.

Sinif 3b lazer şüası birbaşa məruz qalma və ya spekulyar əks olunma yolu ilə zədələrə səbəb ola bilər. Nümunə: Helium-neon lazer 5-500 mVt, bir çox tədqiqat və terapevtik lazerlər.

4-cü sinifə gücü 500 mVt-dan çox olan qurğular daxildir. Onlar gözlər, dəri üçün təhlükəlidir, həmçinin yanğın təhlükəsi yaradır. Şüaya məruz qalma, onun spekulyar və ya diffuz əks olunması göz və dəri zədələrinə səbəb ola bilər. Bütün təhlükəsizlik tədbirləri görülməlidir. Nümunə: Nd:YAG lazerləri, displeylər, cərrahiyyə, metal kəsmə.

Lazer şüalanması: qorunma

Hər bir laboratoriya lazerlərlə işləyən şəxslər üçün adekvat müdafiəni təmin etməlidir. 2, 3 və ya 4-cü sinif cihazlarından şüalanmanın keçərək nəzarət olunmayan ərazilərdə zərər verə biləcəyi otaq pəncərələri belə cihaz işləyərkən örtülməli və ya başqa yolla qorunmalıdır. Gözün maksimum qorunmasını təmin etmək üçün aşağıdakılar tövsiyə olunur.

• Təsadüfən məruz qalma və ya yanğın riskini minimuma endirmək üçün bağlama əks etdirməyən, alışmayan qoruyucu korpusa daxil edilməlidir. Şüaları hizalamaq üçün flüoresan ekranlardan və ya ikinci dərəcəli nişanlardan istifadə edin; Gözlərlə birbaşa təmasdan çəkinin.
• Şüaların hizalanması proseduru üçün ən aşağı gücdən istifadə edin. Mümkünsə, ilkin hizalama prosedurları üçün aşağı səviyyəli cihazlardan istifadə edin. Lazer əməliyyatı sahəsində lazımsız əks etdirən obyektlərin olmasından çəkinin.
• Qeyri-iş saatlarında panjurlar və digər maneələrdən istifadə edərək şüanın təhlükəli zonaya keçməsini məhdudlaşdırın. Sinif 3b və 4-cü lazerlərin şüalarını hizalamaq üçün otaq divarlarından istifadə etməyin.
• Yansıtmayan vasitələrdən istifadə edin. Görünən işığı əks etdirməyən bəzi avadanlıqlar spektrin görünməz bölgəsində güzgüləşir.
• Yansıtıcı zərgərlik taxmayın. Metal zərgərlik də elektrik şoku riskini artırır.

Qoruyucu eynək

Açıq təhlükəli ərazisi olan və ya əks olunma riski olan 4-cü sinif lazerləri ilə işləyərkən qoruyucu eynək taxılmalıdır. Onların növü radiasiya növündən asılıdır. Eynəklər yansımalardan, xüsusilə diffuz əksiklərdən qorunmaq və təbii qoruyucu refleksin göz zədələnməsinin qarşısını ala biləcək səviyyədə qorunmaq üçün seçilməlidir. Bu cür optik alətlərşüanın bir qədər görmə qabiliyyətini qoruyacaq, dəri yanıqlarının qarşısını alacaq və digər qəzaların ehtimalını azaldacaq.

Təhlükəsizlik eynəkləri seçərkən nəzərə alınmalı olan amillər:

• radiasiya spektrinin dalğa uzunluğu və ya bölgəsi;
• müəyyən dalğa uzunluğunda optik sıxlıq;
• maksimum işıqlandırma (W/sm2) və ya şüa gücü (W);
• lazer sisteminin növü;
• güc rejimi - impulslu lazer şüalanması və ya davamlı rejim;
• əks etdirmə imkanları - spekulyar və diffuz;
• görmə xətti;
• korreksiyaedici linzaların olması və ya görmə korreksiyası üçün eynək taxmağa imkan verən kifayət qədər ölçü;
• rahatlıq;
• dumanın qarşısını almaq üçün havalandırma deliklərinin olması;
• rəng görmə qabiliyyətinə təsir;
• təsir müqaviməti;
• zəruri vəzifələri yerinə yetirmək bacarığı.

Təhlükəsizlik eynəkləri zədələnməyə və aşınmaya həssas olduğundan, laboratoriyanın təhlükəsizlik proqramına bu təhlükəsizlik vasitələrinin vaxtaşırı yoxlanılması daxil edilməlidir.

Bir çox onlayn mağazada portativ lazerlərin və lazer göstəricilərinin gücü kommersiya məqsədləri üçün əsassız olaraq şişirdilir. Sadə bir alıcı üçün bu məsələni başa düşmək və satın alınan portativ lazer və ya lazer göstəricinin gücünün reallığa nə qədər uyğun olduğunu müəyyən etmək olduqca çətindir. Bu baxımdan oxumağı təklif edirik bu məqalə, burada portativ lazerlərin və lazer göstəricilərin hansı güclərə malik olması, eləcə də onlayn mağazamızda gücün necə ölçüldüyü barədə danışacağıq.

Portativ lazerlərin və lazer göstəricilərin gücü

Aktiv Bu an Portativ lazerlərin ən güclü nümayəndələri dalğa uzunluğu 445-450 nm olan mavi lazerlərdir. Bəzi öz-özünə yığılmış modellər, bir neçə lazer diodundan və şüa konvergensiyasından istifadə edərək, 6,3 Vt gücə çatır. Bununla belə, mövcud fərdi lazer diodlarının gücü 3,5 Vt-dan çox deyil. Qeyd etmək lazımdır ki, güc məlumatları bu diodlar üçün nəzərdə tutulmayan anormal yüksək cərəyanlarda əldə edilmişdir. Maksimum çıxış güc, bu anda mavi portativ lazer stabil işləyəcək 2000 mVt-dan çox deyil(2000 millivat = 2W, 2000mW).

Sonrakı ən güclülər qırmızı (650-660nm) və bənövşəyi (405nm) portativ lazerlərdir. Onların gücü 1000 mVt-dan çox deyil.

Nəhayət, ən populyar və ən parlaq yaşıl (532nm) lazerlər maksimum gücə malikdir 750 mVt. Qeyd etmək lazımdır ki, yaşıl lazerlər iş prinsipinə görə mavi və qırmızıdan fərqlənir: yaşıl 532nm lazerlər diodla vurulan yarımkeçirici lazerlərdir. Buna görə də yaşıl lazerin gücü üç komponentdən ibarətdir: infraqırmızı 808 nm (lazer nasos diodu), 1064 nm (ittrium alüminium qranatdan lazer şüalanması, (“YAG”, Y 3 Al 5 O 12) neodimium (Nd) ilə aşqarlanmış). ionları) və 532 nm (KTP kristalında tezlik ikiqat artdıqdan sonra yaşıl lazer işığı). Yaşıl 532 nm lazerdən 750 mVt çıxış gücü əldə etmək üçün sizə daha çox ehtiyacınız var. 5W güc 808nm nasos diodu! Yaşıl lazerin gücünü vattmetrlə yoxlayarkən, onun infraqırmızı dalğa uzunluqlarını kəsə bilən filtrə malik olduğundan əmin olmalısınız. Əks halda, vattmetr ümumi lazer gücünü göstərəcək (bunun yalnız 10-15% -i 532nm-dir).

LaserMag onlayn mağazasında gücün ölçülməsi haqqında

Onlayn mağazamızda var unikal imkan xüsusi optik vattmetr sayəsində portativ lazerlərin və lazer göstəricilərinin optik gücünü yoxlayın.

Onun iş prinsipi lazer radiasiyasını udan və elektrik siqnalı yaradan termoelementə əsaslanır. Elektrik siqnalı DAC-a (Rəqəmdən Analoqa çeviriciyə) daxil olur. Sonra, optik vattmetr ilə təchiz edilmiş xüsusi proqramdan istifadə edərək, kompüter ekranında dinamik güc xarakteristikası (zamana qarşı güc) göstərilir. Müştəri istəsə, biz satın alınan istənilən lazerin güc qrafikini təqdim etməyə hazırıq.

Lazer təhlükəsizliyi bilikləri

1. Lazer nədir?
Fotonların stimullaşdırılmış emissiyasına əsaslanan optik gücləndirmə prosesi vasitəsilə işıq (elektromaqnit şüalanma) yayan lazer cihazı. "Lazer" termini işığın gücləndirilməsinin stimullaşdırılmış emissiyasının abbreviaturası kimi yaranmışdır. Buraxılan lazer radiasiyası yüksək fəza və zaman ahəngdarlığına malikdir, digər texnologiyalarla əlçatmazdır.

2. Lazer göstəricisi Blok diaqramı


3. Lazer tətbiqi nədir?
Lazerlərdən geniş istifadə olunur Gündəlik həyat. Lazerlər ən çox obyektlərin göstərilməsi, tikinti və layihənin təsdiqi, kosmetik və cərrahi prosedurlar üçün tibbi müalicə üçün təqdimatlarda tətbiq edilir. Aşağı lazer gücü göstəricisi təqdimatlar və ulduzları seyr edən astronomiya üçün idealdır. 100 mVt-a qədər daha yüksək lazer göstərici gücü yanma təcrübəsi üçün əla olardı. Təcrübə üçün yüksək güclü sinif IV lazer istifadə olunur, Elmi araşdırma, hərbi və s. hədəfləmə

4. Dalğa uzunluğu nədir?
Gözlərimiz "görünən işıq" etiketli elektromaqnit spektrinin çox kiçik bir bölgəsində olan işığa həssasdır. Bu görünən işıq diapazona uyğundur dalğa uzunluqları 400 - 700 nanometr (nm) və bənövşəyidən qırmızıya qədər rəng diapazonu. İnsan gözü görünən spektrdən kənarda dalğa uzunluqlu radiasiyanı "görə" bilmir. Görünən rəngƏn qısa dalğa uzunluqları bunlardır: bənövşəyi, mavi, yaşıl, sarı, narıncı və qırmızı. Ultrabənövşəyi radiasiya görünən bənövşəyi işıqdan daha qısa dalğa uzunluğuna malikdir. İnfraqırmızı şüalanma görünən qırmızı işığa nisbətən dalğa uzunluğuna malikdir. Ağ işıq görünən spektrdə rənglərin qarışığıdır. Qara, işığın tam olmamasıdır.

Spektral rənglər və dalğa uzunluqları

Bu qrafik görünən işıq spektrinin rənglərini və nanometrlərlə əlaqəli dalğa uzunluqlarını göstərir. Aralıqlar ənənəvi olaraq aşağıdakı kimi verilir:
ultrabənövşəyi işıq, 100 nm, 400 nm;
görünən işıq, 400 nm-750nm;
infraqırmızı işıq, 750 nm-1 nm.

5. Lazer eninə rejimi nədir?


Lazer şüasının transvers elektromaqnit rejimi (TEM) strukturu şüanın kəsişməsi üzrə gücün paylanmasını təsvir edir. Əksər lazer tətbiqləri, sağdakı şəkildə göstərildiyi kimi şüanın kəsişməsi üzrə Qauss güc paylanması ilə əsas şüa rejimi (TEM00) tələb edəcək. Bu əsas nəticə ən kiçik şüa diametri və şüa divergensiya rejimi ilə nəticələnir və mümkün olan ən kiçik ləkə ölçüsünə cəmlənə bilər.
Artan gücə malik digər gəlir proqramları birinci sifariş rejimində (TEM01*) və ya daha yüksək sifariş rejimində mövcuddur. Əsasdan yuxarı bir quruluş rejiminə malik lazer gücü adətən multitransvers rejim (MTM) adlanır. Lazer istehsal strukturunun rejimi sadəcə güzgülərin dəyişdirilməsi ilə dəyişdirilə bilər.

6. Lazerlərin müxtəlif təsnifatları

I sinif

Təhlükəsizdir, gözə zərər vermə ehtimalı yoxdur. Bu, ya aşağı güc çıxışı ilə (bir neçə saatlıq məruz qalmadan sonra belə mümkün olmayan göz zədəsi halında) və ya kabinetin CD pleyerlər və ya lazer printerlər kimi normal əməliyyat zamanı lazer şüasına daxil olmasına mane olması ilə bağlı ola bilər.

II sinif

İnsan gözünün qırpma refleksi (iyrənc reaksiya) bir şəxs qəsdən uzun müddət bir şüaya baxarsa, gözün zədələnməsinin qarşısını alacaq. Çıxış gücü 1 mVt-a qədər ola bilər. Bu sinfə yalnız görünən işığı yayan lazerlər daxildir. Əksər lazer göstəriciləri və kommersiya skanerləri bu kateqoriyada lazerdir.

IIIa sinifi

Bu sinifdəki lazerlər şüa diametrini və ya güc sıxlığını dəyişən optik alətlərlə birləşdirildikdə ilk növbədə təhlükəlidir, baxmayaraq ki, optik alət olmadan belə, iki dəqiqə ərzində gözlə birbaşa təmasın artması retinanın ciddi zədələnməsinə səbəb ola bilər. Çıxış gücü 5 mVt-dan çox deyil. Cihazda "ehtiyat" etiketi yoxdursa, radiasiya enerjisinin sıxlığı 2,5 mVt/sm2-dən çox deyil xəbərdarlıq işarəsi, əks halda "təhlükə" xəbərdarlıq etiketi tələb olunmur. Odlu silahlar və lazer göstəricilər üçün bir çox lazer nişangahları bu kateqoriyaya aiddir.

Sinif IIIb

Şüa birbaşa gözə dəyərsə, bu sinifdəki lazerlər zərər verə bilər. Tipik olaraq bu, 5-500 mVt gücündə olan lazerlərə aiddir. Bu kateqoriyaya aid lazerlər lazerin gücündən asılı olaraq saniyənin 1/100-ü və ya daha az məruz qalması ilə daimi göz zədələnməsinə səbəb ola bilər. Diffuz əkslər ümumiyyətlə təhlükəli deyil, lakin spekulyar əkslər birbaşa əkslər kimi təhlükəli ola bilər. Sinif IIIb lazer şüasına birbaşa baxmaq mümkün olduqda qoruyucu eynəklər tövsiyə olunur. Bu sinifdəki yüksək səviyyəli lazerlər də yanğın təhlükəsi yarada bilər və dərini yüngülcə yandıra bilər.

IV sinif

Bu sinifdəki lazerlər hər şüa üçün 500 mVt-dan çox çıxış gücünə malikdir və təkmilləşdirilmiş göz optikası və ya alətləri olmadan gözlərə və ya dəriyə ciddi, geri dönməz zərər verə bilər. Lazer şüasının diffuz əks olunması nominal təhlükə zonasında dəri və ya gözlər üçün təhlükəli ola bilər. Bir çox sənaye, elmi, hərbi və tibbi lazerlər bu kateqoriyaya aiddir.

7. Lazer təhlükəsizliyi bilikləri nədir?
Hətta ilk lazer potensial təhlükəli olaraq tanınıb. Teodor Meyman ilk lazeri tək Gillette ülgücü ilə yandıra bildiyi kimi, tək bir "Gillette" gücünə malik olduğunu xarakterizə etdi. Bu gün belə bir lazerin şüası birbaşa və ya parlaq səthdən əks olunduqdan sonra gözlərə dəydikdə, hətta bir neçə millivat gücü olan aşağı güclü lazerlərin belə insan görməsi üçün təhlükəli ola biləcəyi ümumiyyətlə qəbul edilir. Buynuz qişanın və lensin yaxşı fokuslana bildiyi dalğa uzunluqlarında lazer işığının tutarlılığı və aşağı divergensiyası o deməkdir ki, o, retinada çox kiçik bir nöqtəyə gözə yönəldilə bilər, nəticədə bir neçə saniyə və ya daha az vaxt ərzində lokal yanma və zədələnmə baş verir. . Lazerlər adətən lazerin nə qədər təhlükəli olduğunu müəyyən edən bir sıra təhlükəsizlik sinifləri ilə təyin olunur:

. Sinif I/1 adətən CD pleyerlər kimi korpusda olan işıq səbəbindən təbii olaraq təhlükəsizdirlər.
. II/2 sinif normal istifadə zamanı təhlükəsizdir; gözlərdən yanıb-sönən refleks zərərin qarşısını alacaq. Lazerlər kimi göstəricilər üçün adətən 1 mVt-a qədər.
. Sinif IIIa/3A Lazerlər adətən 5 mVt-a qədərdir və göz qırpma refleksi zamanı kiçik göz zədələnməsi riski daşıyır. Belə bir şüaya bir neçə saniyə baxmaq tor qişadakı ləkəni zədələyə bilər.
. Sinif IIIb/3B məruz qaldıqda dərhal göz zədələnməsinə səbəb ola bilər.
. Sinif IV/4 Lazerlər dərini yandıra bilər və bəzi hallarda hətta azmış işıq gözün qıcıqlanmasına və/və ya dərinin zədələnməsinə səbəb ola bilər. Bir çox sənaye və elmi lazerlər bu sinifdədir. Müəyyən edilmiş güclər görünən işıq, davamlı lazerlər üçündür. İmpulslu lazerlər və görünməz dalğalar üçün müxtəlif güc məhdudiyyətləri tətbiq olunur.

Sinif 3B və 4-cü sinif lazerləri ilə işləyən insanlar xüsusi dalğa uzunluğunun işığını udmaq üçün nəzərdə tutulmuş təhlükəsizlik eynəkləri ilə gözlərini qoruya bilərlər.

Dalğa uzunluğu təxminən 1,4 mikrometrdən çox olan bəzi infraqırmızı lazerlər tez-tez "göz üçün təhlükəsiz" adlandırılır.Bu, su molekullarının daxili molekulyar vibrasiyalarının spektrin bu hissəsində işığı çox güclü şəkildə udur və beləliklə, bu dalğa uzunluqlarında lazer şüaları zəiflədilir. gözün buynuz qişasından keçdiyi qədər, heç bir işıq qalıqları linzada retinaya yönəlməməlidir."Göz təhlükəsiz" etiketi yanıltıcı ola bilər, çünki bu, yalnız nisbətən az enerji davamlı dalğa şüaları, hər hansı yüksək güc və ya bu dalğa uzunluqlarında Q keçidli lazerlər buynuz qişanı yandıraraq ciddi göz zədələnməsinə səbəb ola bilər.

8. Lazer Radiasiyasının Təhlükələri
Lazer göstəriciləri ilk dəfə göründüyü gündən geniş istifadə olunur. Lazerlər əsasən tədrisdə, astronomiyaya baxışda və görüşlərdə təqdimat vasitəsi kimi tətbiq olunur. Bununla belə, bu lazerlər aşağı qiymətə və saysız-hesabsız təchizatçılara görə tədricən lazer həvəskarları və həvəskarları da daxil olmaqla uşaqlara məxsusdur və istehsalçılar tərəfindən nəzərdə tutulmayan üsullarla istifadə olunur. Nəticə etibarilə, lazer göstəricilərə sahib olmaqdan əvvəl lazer göstəricilərinin təhlükələrini başa düşmək çox vacibdir.

Lazer təhlükəsi
Lazer şüalanması əsasən termal təsirlər vasitəsilə zərər verir. Hətta orta səviyyəli lazer gücü də göz zədələnməsinə səbəb ola bilər. Yüksək güclü lazerlər də dərini yandıra bilər. Bəzi lazerlər o qədər güclüdür ki, hətta səthdən diffuz əks olunması da gözlər üçün təhlükəli ola bilər.

Retinaya potensial təhlükə olsa da, görünən şüa lazerlərinin heç də hamısı retinanın qalıcı zədələnməsinə səbəb ola bilməz. Lazer göstərici şüasına baxmağa məruz qalma çox güman ki, sonrakı görüntüyə, korluq və parıltıya səbəb olur. Retinada müvəqqəti ağrı bir neçə dəqiqə ərzində bərpa olunacaq.

Lazer işığının aşağı divergensiya bucağı və gözdəki fokuslama mexanizmi lazer işığının tor qişada çox kiçik bir nöqtəyə cəmləşə biləcəyini bildirir. Lazer kifayət qədər güclüdürsə, daimi zədələnmə saniyənin bir hissəsi ərzində, sözün əsl mənasında, bir göz qırpımından daha sürətli baş verə bilər. Yaxın infraqırmızı lazer şüalanması (400-1400nm) tərəfindən görünən kifayət qədər güclü, göz almasının içərisinə nüfuz edəcək və retinanın qızmasına səbəb ola bilər, halbuki dalğa uzunluğu 400 nm-dən az və 1400 nm-dən çox olan lazer şüalarına məruz qalma əsasən kornea tərəfindən udulur və linzalar tərəfindən udulur. katarakt və ya yanıqların inkişafına səbəb olur.

İnfraqırmızı lazerlər xüsusilə təhlükəlidir, çünki bədənin qoruyucu "qırpma refleksi" reaksiyası yalnız görünən işıq tərəfindən işə salınır. Məsələn, görünməz 1064 radiasiya ilə yüksək güclü Nd:YAG lazerlərinə məruz qalan bəzi insanlar ağrı hiss etməyə və ya görmə qabiliyyətinin dərhal zədələndiyini hiss edə bilməzlər. Göz almasından çıxan pop və ya klik səsi tor qişanın zədələnməsinin yeganə göstəricisi ola bilər, yəni retinanın 100°C-yə qədər qızdırılması nəticəsində lokal partlayıcı püskürmə əmələ gəlir və dərhal daimi kor nöqtə yaranır.

Məsul lazer sahibləri lazer radiasiyasının təhlükələrini tam başa düşməli və lazer göstəricinin istifadəsi ilə bağlı FAA qaydalarını qəbul etməlidirlər. Güclü bir şüanın birbaşa müşahidəsi baş verdikdə, adətən təhlükəsizlik eynəkləri tələb olunur.

9. Özünüzü lazer təhlükəsindən necə qorumalısınız?
Bunu qəbul etmək çox vacibdir təsirli üsullar 3B və ya IIIb sinfindən zərərin qarşısının alınması. Lazer qoruyucu eynəklər bu gün bazarda ən yaxşı göz mühafizəsi aksesuarıdır. Müxtəlif seçimlər lazer sensorlar, eynəklər müvafiq dalğa uzunluğunu bloklamaq üçün müəyyən bir növ üçün seçilməlidir. Məsələn, 532 nöqtəli absorber adətən narıncı nöqtələrə malikdir.

Birbaşa baxır lazer göstəriciləri istənilən şəraitdə qəti qadağandır. Lazer göstəricini istifadə etməzdən əvvəl qoruyucu eynək taxmağı unutmayın.

Lazer göstərici təhlükəsizlik məsləhətləri:

● Lazeri azyaşlıların əli çatmayan yerə qoyun. Yetkinlik yaşına çatmayanlara (18 yaşdan aşağı) hər hansı nəzarət altında lazer göstərici almağa və ya istifadə etməyə icazə verməyin. Yalnız böyüklər lazer məhsullarının təhlükəsizliyini və təhlükələrini başa düşdükdən sonra lazer göstəricilərindən istifadə edə bilərlər.

● Yüksək güclü lazer şüalanmasından istifadə edirsinizsə xüsusilə diqqətli olun. Siz heç vaxt lazer göstəricinizi hər hansı bir insana və ya heyvana, təyyarə pilotuna və ya hərəkət edən nəqliyyat vasitəsinə yönəltməyə çalışmamalısınız. Nəqliyyat vasitəsi, yoxsa lazer cihazlarından sui-istifadə etdiyinizə görə həbs olunacaqsınız.

● Güclü lazerlərdən uzaq durun. Xahiş edirəm həmişə özünüzü uzaq tutun güclü lazer lazer yandırma kimi. Onlar formal təqdimat lazerlərindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənirlər. Heç vaxt sinif və güc göstəricisi olmadan lazer almağa çalışmayın.

10. Lazer göstəriciləri nə qədər güclü olacaq?

Fərqli tətbiqlər fərqli güc çıxışlarına malik lazerlər tələb edir. Davamlı şüa və ya bir sıra qısa impulslar yaradan lazerlər onların orta gücü əsasında müqayisə edilə bilər. İmpulslar yaradan lazerlər hər impulsun pik gücünə əsasən xarakterizə edilə bilər. Pik güc impulslu lazer orta gücündən çox böyüklükdə bir çox sifarişdir. Orta güc çıxışı həmişə daxil olan gücdən azdır.

Bəzi tətbiqlər üçün davamlı və ya orta güc tələb olunur:
Güc istifadəsi
1-5 mVt lazer göstərici
5 mVt CD
5-10 mW DVD pleyer və ya DVD
100 mVt yüksək sürətli CD-RW yazıcısı
250 mVt istehlakçı 16x DVD-R yazıcısı
4 saniyə daxil olmaqla disk qutusu vasitəsilə 400 mVt yanma
Cari Holografik Universal İnkişaf Prototip Diskində 1 Vt Yaşıl Lazer
1-20 Vt Mikro emal üçün istifadə olunan kommersiyada mövcud olan bərk hallı lazerlərin əksəriyyətinin çıxışı
30-100 W Tipik Möhürlənmiş CO2 Cərrahi Lazerlər
100-3000 W Sənaye lazer kəsmədə istifadə olunan tipik möhürlənmiş CO2 lazerləri
5 KW çıxış gücü 1 sm çubuqlu lazer diodu ilə əldə edilir
Northrop Grumman tərəfindən hərbi (silah) tətbiqləri üçün 100 KVt iddia edilən CO2 lazeri hazırlanır.

11. Lazer xidməti nədir?

Lazerinizə düzgün qulluq onun ömrünü xeyli uzadar. Yalnız aşağıdakı tövsiyələrə əməl etməliyik:

Sizə nə lazımdır:
1. Mikrofiber parça
Mikrofiber parçanın xüsusi olaraq linzaları təmizləmək üçün nəzərdə tutulduğundan əmin olun. Bunu yerli kamera və ya eynək mağazanızda tapa bilərsiniz.
2. Q-ucu və ya diş seçimi
Obyektivə düzgün çatmaq üçün onlardan birinin üzərinə parça qatlamalısınız.
3. Həll təmizləyici linza (isteğe bağlı)
Lens təmizləyici məhluldan yalnız linza mikrofiber parça ilə təmizlənə bilməyəndə istifadə edin. Təmizləyici məhlulun linzaları təmizləmək üçün xüsusi olaraq hazırlandığından əmin olun.
*Diqqət: Su istifadə etməyin.

Prosedur:
1. Əllərinizi sabun və su ilə yuyun. Onları düzgün qurutduğunuzdan əmin olun.
2. Mikrofiber parçanı diş çubuğunun üzərinə qatlayın və ya Q-Tip-in bir hissəsini tutun. Bezin linzaları təmizləyəcək hissəsinə toxunmadığınızdan əmin olun. Yəqin ki, parçanı yarıya qatlaya bilməyəcəksiniz, buna görə də linzaya çox sıxmamaq üçün çox diqqətli olmalısınız.
3. Lenslə təmasda olduğu üçün parçanı zərifcə dəliyə daxil edin. Onu yan-yana sürtün, amma çox sıxmayın. Parçanı geri və irəli fırlanma hərəkəti ilə yumşaq bir şəkildə çevirin. Lazer lensiniz təmiz olana qədər bu proseduru təkrarlayın.
4. Lensin təmiz olub olmadığını görmək üçün lazer qurğunuzu çevirin.

Hələ də çirklidir? Lens təmizləyici məhluldan istifadə etməyə çalışın.
Bezin yalnız linzaları təmizləyəcək hissəsinə hər dəfə 1 damcı tətbiq edin, yuxarıdakı proseduru yerinə yetirin. Lensi quru silmək üçün quru parça istifadə edərək bitirmək istəyəcəksiniz, bu, bir yandan yan keçməli və ya yumşaq bir şəkildə fırlanmalıdır.

Lazer şüalanmasının əsas xüsusiyyətləri bunlardır: monoxromatiklik, məkan və zaman koherensiyası, istiqamətlilik, yüksək güc və parlaqlıq.

Monoxromatiklik və qütbləşmə .

Monoxromatiklik spektr üzrə radiasiya konsentrasiyasının dərəcəsini xarakterizə edir. Monoxromatiklik dərəcəsinin kəmiyyət xarakteristikası spektral xəttin maksimumdan 0,5 səviyyəsindəki eni və ya xətt qrupunun tutduğu spektral diapazondur.

Daha obyektiv xüsusiyyət spektrin nisbi genişliyidir
, Harada ,- spektrin maksimumuna uyğun bucaq tezliyi və dalğa uzunluğu.

Rezonatorun buraxdığı spektral rejimin eni onun keyfiyyət faktoru ilə müəyyən edilir
. Öz növbəsində dəyər rezonatordakı itkilərlə müəyyən edilir.

Lazer şüalanmasının spektral xəttinin eninin nəzəri həddi iki amillə müəyyən edilir: 1) rezonatorda istilik şüalanması nəticəsində yaranan səs-küy; 2) aktiv maddənin spontan emissiyası ilə əlaqəli səs-küy. Optik diapazonda spontan emissiya nəticəsində yaranan səs-küy termal səs-küydən üstündür. Yalnız kortəbii keçidlərin yaratdığı səs-küyü nəzərə alsaq, belə çıxır ki, çıxış lazer şüalanmasının spektral xətti yarım eni olan Lorentz düsturuna malikdir (1.7-ci bölməyə baxın).
, Harada R– lazer şüalanmasının çıxış gücü.

Lazer çıxış gücü üçün R= 1 mVt, spektrin qırmızı bölgəsində yayılır ( λ 0 = 0,63 µm) və rezonatorun keyfiyyət əmsalı 10 8 olmaqla əldə edirik
≈ 5∙10 -16. Çünki
, saat L=1m rezonator uzunluğunun icazə verilən sapmasıdır
= 5∙10 -7 nm. Aydındır ki, rezonatorun uzunluğunu belə məhdudiyyətlər daxilində sabitləşdirmək çox problemlidir. Real şəraitdə monoxromatik lazer şüalanması istilik effektləri, vibrasiya və s. səbəb olduğu boşluq uzunluğunun dəyişməsi ilə müəyyən edilir.

sualını nəzərdən keçirək polarizasiya lazer şüalanması. İntensivlik vektorlarının nizamlı oriyentasiyası olan işıqEVəH, qütbləşmiş adlanır. Lazer, ümumiyyətlə, qütbləşməmiş işıq yarada bilər, lakin bu, lazerin sabit işləməsinə mənfi təsir göstərir. Lazerin bir qütbləşmə üzərində işləməsini təmin etmək və çıxışda müstəvi qütblü işıq əldə etmək üçün rezonatorun daxilində iki polarizasiyadan biri üçün itkilər vermək kifayətdir. Müstəvi qütbləşmiş işıq, salınım vektorlarının istiqaməti olan işıqdırEVəHfəzanın istənilən nöqtəsində zaman baxımından dəyişməz qalır. Bərk hallı lazerlərdə bu məqsədlə aktiv maddənin optik xüsusiyyətlərinin anizotropiyasından istifadə edilir. Məsələn, bir yaqut lazerin şüalanması, bir qayda olaraq, iki qırılma və kristalın optik oxunun rezonatorun oxuna uyğun gəlməməsi səbəbindən qütbləşir.

Uyğunluq iki və ya bir neçə salınan dalğa prosesinin zaman və məkanda koordinasiyalı baş verməsini xarakterizə edir ki, onlar bir-birinə əlavə olunduqda meydana çıxır.

Optikada ən sadə formada koherens iki müxtəlif şüalanma və ya bir şüalanmanın iki hissəsi arasındakı faza fərqinin sabitliyi ilə əlaqələndirilir.. İki radiasiya əlavə olunduqda müdaxilə yalnız qarşılıqlı əlaqəli olduqda müşahidə edilə bilər.

Elektromaqnit dalğası üçün iki müstəqil anlayış müəyyən edilə bilər - məkan və koherens vaxt.

Məkan koherentliyi eyni vaxtda iki müxtəlif mənbə nöqtəsindən yayılan elektromaqnit dalğalarının fazalarının korrelyasiyasına aiddir.

Müvəqqəti koherens eyni nöqtədən yayılan elektromaqnit dalğalarının fazaları arasındakı korrelyasiyaya aiddir.

Məkan və zaman ahəngdarlığı müstəqil parametrlərdir: bir növ bağlılıq digərinin olmadığı halda mövcud ola bilər. Məkan koherentliyi lazerin eninə çıxış rejimindən asılıdır. Tək eninə rejimdə işləyən fasiləsiz dalğalı lazer demək olar ki, mükəmməl fəza uyğunluğuna malikdir. Multimod rejimində impulslu lazer məhdud məkan uyğunluğuna malikdir.

Müvəqqəti uyğunluq birbaşa monoxromatikliklə bağlıdır. Tək tezlikli (tək rejimli) davamlı dalğalı lazerlər yüksək temporal koherensliyə malikdir.

İki emitentin qarşılıqlı əlaqə dərəcəsi müdaxilə nümunəsinin kontrastı ilə eksperimental olaraq müəyyən edilə bilər.

, (1)

Və
- maksimum və minimum müdaxilə saçaqlarında intensivlik.

İntensivliyi ölçməklə
Və
ekranda seçilmiş nöqtələrin yaxınlığında funksiyanı təyin edə bilərsiniz , birinci sıranın qarşılıqlı uyğunluq dərəcəsini xarakterizə edən.

. (2)

Nöqtələrdə yalnız məkan uyğunluğunu müşahidə etmək X 1 Və X 2
, yəni. 0 nöqtəsi yaxınlığında ölçmə aparın (bax. Şəkil 2.10). Yalnız bir çuxurun müvəqqəti uyğunluğunu müşahidə etmək X 1 Və X 2 istədiyiniz qədər yaxın yerləşdirilməlidir (üst-üstə düşür), lakin iki müdaxilə edən dalğa üçün vaxt gecikməsi təmin edilməlidir məsələn, dalğanı çuxurdan ayırmaqla X 1 Mişelson interferometrində göstərildiyi kimi əlavə şəffaf güzgüdən istifadə edərək iki hissəyə bölün.

düyü. 2.10. Gənc interferometrdən istifadə edərək elektromaqnit dalğasının koherens dərəcəsinin ölçülməsi.

Uyğunluq vaxtıdır 1/∆ ω , Harada ∆ ω – Hz ilə xəttin eni. İşıq sürətinə vurulan koherens vaxtı koherens uzunluğudur. Sonuncu holoqrafiyada sahənin dərinliyini və interferometrik ölçmələrin mümkün olduğu maksimum məsafələri xarakterizə edir.

Lazer şüasının komponentlərinin parçalanması və sonrakı birləşməsi baş verən lazer tətbiqlərində radiasiyanın uyğunluğu vacibdir. Bu tətbiqlərə interferometrik lazer diapazonu və holoqrafiya daxildir.

Optik şüalanma mənbələrini onların şüalanma əmələ gəlməsinin əlaqəlilik dərəcəsinin azaldılması qaydasında düzsək, onda əldə edəcəyik: qaz lazerləri - maye - bərk hallı dielektrik lazerlər - yarımkeçirici lazerlər - qaz boşalma lampaları - LED-lər - közərmə lampaları.

İstiqamət və parlaqlıq.

Radiasiya istiqaməti radiasiyanın yayılma oxu olan bir istiqamətə yaxın radiasiyanın lokalizasiyasıdır. Lazer şüalanması öz təbiətinə görə çox yönlüdür. Lazer şüalanması üçün istiqamətləndirmə əmsalı 2000-ə çata bilər. Lazer şüalanmasının fərqliliyi difraksiya hadisələri ilə məhdudlaşır.

Lazer radiasiyasının istiqamətliliyi onun divergensiyası ilə xarakterizə olunur ki, bu da yaranan radiasiyanın dalğa uzunluğunun xətti ölçü rezonator.

Lazer şüalanması koherentdir və buna görə də dalğa cəbhəsi, bir qayda olaraq, demək olar ki, bir təyyarə və ya çox böyük radiuslu bir kürədir. Beləliklə, lazer çox aşağı divergensiya ilə demək olar ki, paralel şüaların mənbəyi hesab edilə bilər. Prinsipcə, bu divergensiya çıxış diyaframında şüaların difraksiyası ilə müəyyən edilir. Bucaq fərqi  izl, difraksiya ilə müəyyən edilir, ifadəsi ilə qiymətləndirilir
, Harada d– çuxurun diametri və ya onun ən dar hissəsində şüanın diametri.

Koherent lazer şüalanması enerji sıxlığının çox yüksək olacağı çox kiçik bir nöqtəyə yönəldilə bilər. Lazer şüasının minimum ölçüsünün nəzəri həddi dalğa uzunluğudur. Sənaye lazerləri üçün fokuslanmış işıq nöqtəsinin ölçüləri 0,001-0,01 sm-dir.Hazırda lazerlər 10 11 Vt/sm 2 (Günəşin radiasiya sıxlığı cəmi 7∙10 3 Vt/sm 2) şüalanma gücünə nail olmuşdur.

Lazer şüalanmasının yüksək istiqamətləndiriciliyi onun yüksək parlaqlığını da müəyyən edir. Elektromaqnit dalğa mənbəyinin parlaqlığı şüalanma səthinə perpendikulyar istiqamətdə vahid bərk bucaq altında vahid səthdən yayılan şüalanma gücüdür.

Enerji parlaqlığına əlavə olaraq, fotometrik parlaqlıq anlayışı təqdim olunur. O, insan gözünə işıq məruz qalmasının effektivliyini qiymətləndirməyə xidmət edir. Enerji kəmiyyətlərindən fotometrik olanlara keçid əmsal vasitəsilə həyata keçirilir
, dalğa uzunluğundan asılı olaraq.

Bu əmsal şüalanma axınının işıq ekvivalentidir və adlanır monoxromatik şüalanmanın spektral işıq səmərəliliyi və ya görmə qabiliyyəti. Normal gündüz görmə üçün görünmə funksiyasının maksimumu dalğa uzunluğunda baş verir = 555 nm (güzgü işığı). At =380 və 780 nm görünmə demək olar ki, sıfıra enir.

1. Monoxromatik işığın şəffaf mühitdən keçməsi.

2. Populyasiya inversiyasının yaradılması. Nasos üsulları.

3. Lazerlə işləmə prinsipi. Lazer növləri.

4. Lazer şüalanmasının xüsusiyyətləri.

5. Tibbdə istifadə olunan lazer şüalarının xüsusiyyətləri.

6. Davamlı güclü lazer şüalarının təsiri altında toxumanın xüsusiyyətlərinin və onun temperaturunun dəyişməsi.

7. Lazer şüalanmasının tibbdə istifadəsi.

8. Əsas anlayışlar və düsturlar.

9. Tapşırıqlar.

Biz bilirik ki, işığın ayrı-ayrı hissələrdə - hər biri atomun, molekulun və ya ionun radiasiya keçidi nəticəsində yaranan fotonlar yayılır. Təbii işıq tezliyi və fazası ilə fərqlənən, təsadüfi vaxtlarda təsadüfi istiqamətlərdə yayılan çoxlu sayda belə fotonların toplusudur. Təbii mənbələrdən istifadə edərək güclü monoxromatik işıq şüaları əldə etmək demək olar ki, qeyri-mümkün bir işdir. Eyni zamanda, belə şüalara ehtiyac həm fiziklər, həm də bir çox tətbiqi elmlərin mütəxəssisləri tərəfindən hiss olunurdu. Lazerin yaradılması bu problemi həll etməyə imkan verdi.

Lazer- enerji səviyyələrindən birinin yüksək dərəcədə həyəcanlanmasının yarandığı mühitin mikrohissəciklərinin stimullaşdırılmış emissiyası hesabına koherent elektromaqnit dalğaları yaradan cihaz.

Lazer (Stimulated of Emission Radiation by LASER Light Amplification) - stimullaşdırılmış radiasiyadan istifadə edərək işığın gücləndirilməsi.

Lazer şüalanmasının intensivliyi (LR) təbii işıq mənbələrinin intensivliyindən dəfələrlə böyükdür və lazer şüasının divergensiyası bir qövs dəqiqəsindən (10 -4 rad) azdır.

31.1. Monoxromatik işığın şəffaf mühitdən keçməsi

27-ci mühazirədə işığın maddədən keçməsinin aşağıdakılarla müşayiət olunduğunu öyrəndik: foton həyəcanı onun hissəcikləri və hərəkətləri stimullaşdırılmış emissiya. Bu proseslərin dinamikasını nəzərdən keçirək. Ətraf mühitə yayılsın monoxromatik işıq, tezliyi (ν) bu mühitin hissəciklərinin yer səviyyəsindən (E 1) həyəcanlı səviyyəyə (E 2) keçidinə uyğundur:

Zərrəciklərə çarpan fotonlar zəmin vəziyyətində olacaq udulmaq və hissəciklər özləri həyəcanlanmış E 2 vəziyyətinə keçəcəklər (bax. Şəkil 27.4). Həyəcanlanmış hissəcikləri vuran fotonlar stimullaşdırılmış emissiyaya başlayır (bax. Şəkil 27.5). Bu vəziyyətdə fotonlar ikiqat artır.

İstilik tarazlığı vəziyyətində həyəcanlanan (N 2) və həyəcanlanmayan (N 1) hissəciklərin sayı arasındakı nisbət Boltzman paylanmasına tabedir:

harada k - Boltzman sabiti, T - mütləq temperatur.

Bu halda, N 1 >N 2 və udma ikiqat artır. Nəticə etibarı ilə ortaya çıxan işığın I intensivliyi düşən işığın intensivliyindən I 0 az olacaq (şək. 31.1).

düyü. 31.1. Həyəcan dərəcəsi 50% -dən az olan bir mühitdən keçən işığın zəifləməsi (N 1 > N 2)

İşıq udulduqca həyəcanlanma dərəcəsi artacaq. 50%-ə çatdıqda (N 1 = N 2), arasında udma Və ikiqat tarazlıq yaranacaq, çünki fotonların həyəcanlanmış və həyəcanlanmamış hissəciklərə dəymə ehtimalları eyni olacaq. Mühitin işıqlandırılması dayanarsa, bir müddət sonra mühit Boltzman paylanmasına uyğun olan ilkin vəziyyətinə qayıdacaq (N 1 > N 2). İlkin nəticə çıxaraq:

Ətraf mühiti monoxromatik işıqla işıqlandırarkən (31.1) nail olmaq qeyri-mümkündür həyəcan dərəcəsinin 50% -dən çox olduğu mühitin belə bir vəziyyəti. Yenə də işığın N 2 > N 1 vəziyyətinə hansısa şəkildə nail olunduğu mühitdən keçməsi məsələsini nəzərdən keçirək. Bu dövlət ilə dövlət deyilir tərs əhali(latdan. inversiya- dönüş).

Əhali inversiyası- yuxarı səviyyələrdən birində hissəciklərin sayının aşağı səviyyədən daha çox olduğu mühit vəziyyəti.

Populyasiyası ters çevrilmiş bir mühitdə fotonun həyəcanlanmış hissəciyi vurma ehtimalı həyəcanlanmamış hissəcikdən daha böyükdür. Buna görə də, ikiqat prosesi udma prosesində üstünlük təşkil edir və var qazanc işıq (Şəkil 31.2).

İşıq populyasiyaya çevrilmiş mühitdən keçdikcə həyəcanlanma dərəcəsi azalacaq. 50%-ə çatdıqda

düyü. 31.2. Ters populyasiyalı mühitdən keçən işığın gücləndirilməsi (N 2 > N 1)

(N 1 = N 2), arasında udma Və ikiqat tarazlıq yaranacaq və işığın gücləndirilməsi effekti yox olacaq. Mühitin işıqlandırılması dayanarsa, bir müddət sonra mühit Boltsman paylanmasına uyğun vəziyyətə qayıdacaqdır (N 1 > N 2).

Əgər bütün bu enerji radiasiya keçidlərində buraxılarsa, onda biz nəhəng gücə malik yüngül nəbz alacağıq. Doğrudur, o, hələ tələb olunan uyğunluq və istiqamətliliyə malik olmayacaq, lakin yüksək monoxromatik olacaq (hv = E 2 - E 1). Bu hələ lazer deyil, amma artıq yaxın bir şeydir.

31.2. Əhali inversiyasının yaradılması. Nasos üsulları

Beləliklə, əhalinin inversiyasına nail olmaq mümkündürmü? Belə çıxır ki, istifadə etsəniz edə bilərsiniz üç aşağıdakı konfiqurasiya ilə enerji səviyyələri (Şəkil 31.3).

Ətraf mühitin güclü bir işıq parıltısı ilə işıqlandırılmasına icazə verin. Emissiya spektrinin bir hissəsi əsas E 1 səviyyəsindən geniş E 3 səviyyəsinə keçid zamanı udulacaq. Bunu xatırladaq geniş qısa istirahət vaxtı olan enerji səviyyəsidir. Buna görə də, E 3 həyəcan səviyyəsinə daxil olan hissəciklərin əksəriyyəti qeyri-radiativ olaraq dar metastabil E 2 səviyyəsinə keçir və burada toplanır. Bu səviyyənin darlığına görə, flaş fotonların yalnız kiçik bir hissəsi

düyü. 31.3. Metastabil səviyyədə populyasiya inversiyasının yaradılması

məcburi keçid E 2 → E 1 səbəb ola bilər. Bu, tərs populyasiya yaratmaq üçün şərait yaradır.

Populyasiya inversiyasının yaradılması prosesi adlanır pompalandı. Müasir lazerlər müxtəlif növ nasoslardan istifadə edirlər.

Şəffaf aktiv mühitin optik nasosu xarici mənbədən gələn işıq impulslarından istifadə edir.

Qaz halında olan aktiv mühitin elektrik boşalma nasosu elektrik boşalmasından istifadə edir.

Yarımkeçirici aktiv mühitin enjeksiyon pompası elektrik cərəyanından istifadə edir.

Qazların qarışığından aktiv mühitin kimyəvi nasosu enerjidən istifadə edir kimyəvi reaksiya qarışığın komponentləri arasında.

31.3. Lazerlə işləmə prinsipi. Lazer növləri

Lazerin funksional diaqramı Şəkildə göstərilmişdir. 31.4. İşçi maye (aktiv mühit) ucları iki güzgü ilə örtülmüş uzun dar silindrdir. Güzgülərdən biri (1) şəffafdır. Belə bir sistemə optik rezonator deyilir.

Nasos sistemi hissəcikləri yer səviyyəsindən E 1 udma səviyyəsinə E 3 ötürür, oradan isə qeyri-radiativ şəkildə metastabil E 2 səviyyəsinə keçir və onun populyasiyasının inversiyasını yaradır. Bundan sonra E 2 → E 1 spontan radiasiya keçidləri monoxromatik fotonların emissiyası ilə başlayır:

düyü. 31.4. Sxematik lazer cihazı

Spontan emissiya fotonları boşluq oxuna bucaq altında buraxılır yanal səth və nəsil prosesində iştirak etmir. Onların axını tez quruyur.

Kortəbii emissiyadan sonra rezonatorun oxu boyunca hərəkət edən fotonlar güzgülərdən əks olunaraq dəfələrlə işçi mayedən keçir. Eyni zamanda, onlar həyəcanlanmış hissəciklərlə qarşılıqlı əlaqədə olur, stimullaşdırılmış emissiyaya başlayırlar. Bunun sayəsində eyni istiqamətdə hərəkət edən induksiya edilmiş fotonlarda “uçquna bənzər” artım baş verir. Çoxaldılmış gücləndirilmiş foton axını şəffaf güzgüdən çıxır və demək olar ki, paralel koherent şüalardan ibarət güclü şüa yaradır. Əslində, lazer şüalanması yaranır birinci rezonatorun oxu boyunca hərəkət edən spontan foton. Bu, radiasiyanın uyğunluğunu təmin edir.

Beləliklə, lazer nasos mənbəyinin enerjisini monoxromatik koherent işığın enerjisinə çevirir. Belə bir transformasiyanın səmərəliliyi, yəni. Effektivlik lazerin növündən asılıdır və yüzdə bir fraksiyadan bir neçə on faizə qədər dəyişir. Əksər lazerlərin effektivliyi 0,1-1% təşkil edir.

Lazer növləri

Yaradılan ilk lazer (1960) yaqutdan işləyən maye və optik nasos sistemi kimi istifadə edilmişdir. Yaqut təxminən 0,05% xrom atomu olan A1 2 O 3 kristal alüminium oksiddir (yaqutu verən xromdur) çəhrayı rəng). Kristal qəfəsə daxil edilmiş xrom atomları aktiv mühitdir

Şəkildə göstərilən enerji səviyyələrinin konfiqurasiyası ilə. 31.3. Yaqut lazer radiasiyasının dalğa uzunluğu λ = 694,3 nm. Sonra digər aktiv mediadan istifadə edən lazerlər ortaya çıxdı.

İşçi mayenin növündən asılı olaraq lazerlər qazlı, bərk hallı, maye və yarımkeçiricilərə bölünür. Bərk vəziyyətdə olan lazerlərdə aktiv element adətən uzunluğu diametrindən çox böyük olan silindr şəklində hazırlanır. Qaz və maye aktiv mühit silindrik küvetdə yerləşdirilir.

Nasos üsulundan asılı olaraq lazer şüalanmasının davamlı və impulslu generasiyası əldə edilə bilər. Davamlı nasos sistemi ilə əhalinin inversiyasını təmin edir uzun müddət xarici enerji mənbəyinə görə. Məsələn, qaz mühitində elektrik boşalması ilə davamlı həyəcanlanma. Bir impuls nasos sistemi ilə, populyasiya inversiya impuls rejimində yaradılır. Pulse təkrar tezliyi 10-3

10 3 Hz-ə qədər Hz.

31.4. Lazer şüalanmasının xüsusiyyətləri

Lazer şüalanması öz xüsusiyyətlərinə görə adi işıq mənbələrinin şüalanmasından əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Onun xarakterik xüsusiyyətlərini qeyd edək.

1. Uyğunluq. Radiasiyadır yüksək ardıcıl, bu, stimullaşdırılmış emissiyanın xüsusiyyətləri ilə bağlıdır. Bu zaman təkcə müvəqqəti deyil, həm də məkan koherensiyası baş verir: yayılma istiqamətinə perpendikulyar olan müstəvinin iki nöqtəsində faza fərqi sabit qalır (şək. 31.5, a).

2. Kollimasiya. Lazer şüalanmasıdır toplanmış, olanlar. şüanın bütün şüaları demək olar ki, bir-birinə paraleldir (şəkil 31.5, b). Daha böyük məsafələrdə lazer şüasının diametri yalnız bir qədər artır. Divergensiya bucağından bəri φ kiçikdir, sonra lazer şüasının intensivliyi məsafə ilə bir qədər azalır. Bu, siqnalların intensivliyinin az zəifləməsi ilə böyük məsafələrə ötürülməsinə imkan verir.

3. Monoxromatik. Lazer şüalanmasıdır yüksək monoxromatik, olanlar. demək olar ki, eyni tezlikli dalğaları ehtiva edir (spektral xəttin eni Δλ ≈0,01 nm). Aktiv

Şəkil 31.5c-də lazer şüasının və adi işıq şüasının xətti eninin sxematik müqayisəsi göstərilir.

düyü. 31.5. Lazer şüalanmasının koherensiyası (a), kolimasiyası (b), monoxromatikliyi (c)

Lazerlərin meydana çıxmasından əvvəl, dar spektral intervalları (dar dalğa uzunluğu zolaqları) davamlı spektrdən fərqləndirən cihazlardan - monoxromatorlardan istifadə etməklə müəyyən dərəcədə monoxromatikliyə malik şüalanma əldə edilə bilərdi, lakin belə zolaqlarda işıq gücü azdır.

4. Yüksək güc. Lazerdən istifadə edərək, çox yüksək monoxromatik radiasiya gücünü təmin etmək mümkündür - davamlı rejimdə 10 5 Vt-a qədər. İmpulslu lazerlərin gücü bir neçə dəfə yüksəkdir. Beləliklə, neodim lazer enerjisi E = 75 J olan bir impuls yaradır, müddəti t = 3x10 -12 s. Nəbzdəki güc P = E/t = 2,5x10 13 Vt-a bərabərdir (müqayisə üçün: su elektrik stansiyasının gücü P ~ 10 9 W).

5. Yüksək intensivlik.İmpulslu lazerlərdə lazer şüalanmasının intensivliyi çox yüksəkdir və I = 10 14 -10 16 Vt/sm 2-ə çata bilər (bax. Yer səthinə yaxın günəş işığının intensivliyi I = 0,1 Vt/sm 2).

6. Yüksək parlaqlıq. Görünən diapazonda işləyən lazerlər üçün, parlaqlıq lazer şüalanması (vahid səthə düşən işıq intensivliyi) çox yüksəkdir. Ən zəif lazerlərin belə parlaqlığı 10 15 cd/m 2 (müqayisə üçün: Günəşin parlaqlığı L ~ 10 9 cd/m 2-dir).

7. Təzyiq. Lazer şüası bədənin səthinə düşəndə ​​o, yaradır təzyiq(D). Səthə perpendikulyar düşən lazer radiasiyasının tam udulması ilə təzyiq D = I/c yaranır, burada I radiasiya intensivliyi, c vakuumda işığın sürətidir. Ümumi əks etdirmə ilə təzyiq iki dəfə yüksəkdir. İntensivlik üçün I = 10 14 W / sm 2 = 10 18 W / m 2; D = 3.3x10 9 Pa = 33.000 atm.

8. Qütbləşmə. Lazer şüalanması tamamilə qütbləşdi.

31.5. Tibbdə istifadə olunan lazer şüalarının xüsusiyyətləri

Radiasiya dalğa uzunluğu

Tibbi lazerlərin radiasiya dalğa uzunluqları (λ) 0,2 -10 µm, yəni. ultrabənövşəyidən uzaq infraqırmızı bölgəyə qədər.

Radiasiya gücü

Tibbi lazerlərin radiasiya gücü (P) tətbiq məqsədləri ilə müəyyən edilən geniş hədlər daxilində dəyişir. Davamlı nasosla lazerlər üçün P = 0,01-100 W. Pulse lazerlər nəbz gücü P və nəbz müddəti τ və ilə xarakterizə olunur

Cərrahi lazerlər üçün P və = 10 3 -10 8 W və nəbz müddəti t və = 10 -9 -10 -3 s.

Radiasiya impulsunda enerji

Lazer şüalanmasının bir impulsunun enerjisi (E və) E və = P və -t əlaqəsi ilə müəyyən edilir və burada t və şüalanma impulsunun müddəti (adətən t və = 10 -9 -10 -3 s) olur. . Cərrahi lazerlər üçün E və = 0,1-10 J.

Nəbzin təkrarlanma dərəcəsi

İmpulslu lazerlərin bu xarakteristikası (f) lazerin 1 s ərzində yaratdığı şüalanma impulslarının sayını göstərir. Terapevtik lazerlər üçün f = 10-3,000 Hz, cərrahi lazerlər üçün f = 1-100 Hz.

Orta radiasiya gücü

Pulse-periodik lazerlərin bu xarakteristikası (P av) lazerin 1 saniyədə nə qədər enerji buraxdığını göstərir və aşağıdakı əlaqə ilə müəyyən edilir:

İntensivlik (güc sıxlığı)

Bu xüsusiyyət (I) lazer şüalanma gücünün sahəyə nisbəti kimi müəyyən edilir en kəsiyişüa. Davamlı lazerlər üçün I = P/S. Pulsed lazerlər vəziyyətində var nəbz intensivliyi I və = P və /S və orta intensivlik I av = P av /S.

Cərrahi lazerlərin intensivliyi və onların şüalanmasının yaratdığı təzyiq aşağıdakı dəyərlərə malikdir:

davamlı lazerlər üçün I ~ 10 3 W/sm 2, D = 0,033 Pa;

impulslu lazerlər üçün I və ~ 10 5 -10 11 W/sm 2, D = 3,3 - 3,3x10 6 Pa.

Pulse enerji sıxlığı

Bu miqdar (W) bir impuls üçün şüalanmış səthin vahid sahəsinə düşən enerjini xarakterizə edir və W = E və / S nisbəti ilə müəyyən edilir, burada S (sm 2) işıq nöqtəsinin sahəsidir (yəni, lazer şüasının en kəsiyi) bioloji toxumaların səthində. Əməliyyatda istifadə olunan lazerlər üçün W ≈ 100 J/sm 2.

Parametr W 1 impuls üçün şüalanma dozası D kimi qəbul edilə bilər.

31.6. Davamlı güclü lazer radiasiyasının təsiri altında toxumanın xüsusiyyətlərində və temperaturunda dəyişikliklər

Temperatur və parça xüsusiyyətlərinin dəyişməsi

davamlı lazer radiasiyasının təsiri altında

Yüksək güclü lazer şüalarının bioloji toxuma tərəfindən udulması istiliyin ayrılması ilə müşayiət olunur. Buraxılan istiliyi hesablamaq üçün xüsusi bir dəyər istifadə olunur - həcmli istilik sıxlığı(q).

İstiliyin sərbəst buraxılması temperaturun artması ilə müşayiət olunur və toxumalarda aşağıdakı proseslər baş verir:

40-60°C-də fermentin aktivləşməsi, ödem əmələ gəlməsi, dəyişikliklər və təsir vaxtından asılı olaraq hüceyrənin ölümü, zülalın denaturasiyası, laxtalanma və nekrozun başlaması baş verir;

60-80 ° C-də - kollagenin denatürasiyası, membran qüsurları; 100 ° C-də - susuzlaşdırma, toxuma suyunun buxarlanması; 150 ° C-dən yuxarı - yanma;

300°C-dən yuxarı - parçanın buxarlanması, qazın əmələ gəlməsi. Bu proseslərin dinamikası Şəkildə göstərilmişdir. 31.6.

düyü. 31.6. Davamlı lazer radiasiyasının təsiri altında toxuma temperaturunda dəyişikliklərin dinamikası

1 faza. Birincisi, toxuma temperaturu 37-dən 100 ° C-ə qədər yüksəlir. Bu temperatur intervalında parçanın termodinamik xassələri praktiki olaraq dəyişməz qalır və temperatur zamanla xətti olaraq artır (α = const və I = const).

2 faza. 100 °C temperaturda toxuma suyunun buxarlanması başlayır və bu prosesin sonuna qədər temperatur sabit qalır.

3 faza. Su buxarlandıqdan sonra temperatur yenidən yüksəlməyə başlayır, lakin 1-ci hissəyə nisbətən daha yavaş, çünki susuzlaşdırılmış toxuma normaldan daha az enerji udur.

4 faza. T ≈ 150 °C temperatura çatdıqda, bioloji toxumanın yanması və nəticədə "qaralaşması" prosesi başlayır. Bu zaman udma əmsalı α artır. Buna görə də zamanla sürətlənən temperaturun qeyri-xətti artımı müşahidə olunur.

5 faza. Temperatur T ≈ 300 °C-ə çatdıqda, susuzlaşdırılmış kömürləşmiş bioloji toxumanın buxarlanması prosesi başlayır və temperaturun artması yenidən dayanır. Məhz bu anda lazer şüası toxumanı kəsir (çıxarır), yəni. skalpel olur.

Temperaturun artması dərəcəsi toxumanın dərinliyindən asılıdır (Şəkil 31.7).

düyü. 31.7. Müxtəlif dərinliklərdə şüalanmış toxumalarda baş verən proseslər: A- səth qatında parça bir neçə yüz dərəcəyə qədər qızdırılır və buxarlanır; b- üst təbəqə tərəfindən zəiflədilən radiasiya gücü toxumanın buxarlanması üçün kifayət deyil. Dokuların laxtalanması baş verir (bəzən kömürləşmə ilə birlikdə - qalın qara xətt); V- zonadan istilik ötürülməsi səbəbindən toxumanın qızması baş verir (b)

Fərdi zonaların miqyası həm lazer radiasiyasının xüsusiyyətləri, həm də toxumanın özünün xüsusiyyətləri (ilk növbədə udma və istilik keçiricilik əmsalları) ilə müəyyən edilir.

Lazer radiasiyasının güclü bir fokuslanmış şüasına məruz qalma, qonşu toxumalara mexaniki ziyan vura bilən şok dalğalarının görünüşü ilə müşayiət olunur.

Güclü impuls lazer radiasiyasının təsiri altında toxumanın ablasiyası

Toxuma yüksək enerji sıxlığına malik qısa lazer şüalanma impulslarına məruz qaldıqda, bioloji toxumanın parçalanması və çıxarılmasının başqa bir mexanizmi həyata keçirilir. Bu vəziyyətdə toxuma mayesinin çox sürətli qızdırılması T> T qaynama temperaturuna qədər baş verir. Bu vəziyyətdə toxuma mayesi özünü metastabil həddindən artıq qızdırılmış vəziyyətdə tapır. Sonra toxuma mayesinin "partlayıcı" qaynaması baş verir ki, bu da toxumanın yanmadan çıxarılması ilə müşayiət olunur. Bu fenomen deyilir ablasyon. Ablasiya lazer şüalanma zonasının yaxınlığında toxumalara mexaniki ziyan vura bilən mexaniki şok dalğalarının yaranması ilə müşayiət olunur. Bu fakt impuls lazer şüalanmasının parametrlərini seçərkən, məsələn, dərini üyüdərkən, dişləri qazarkən və ya görmə kəskinliyinin lazerlə korreksiyası zamanı nəzərə alınmalıdır.

31.7. Lazer şüalarının tibbdə istifadəsi

Lazer şüalanmasının (LR) bioloji obyektlərlə qarşılıqlı təsirini xarakterizə edən prosesləri 3 qrupa bölmək olar:

narahat etməyən təsir(bioloji obyektə nəzərəçarpacaq təsir göstərməyən);

fotokimyəvi hərəkət(lazerlə həyəcanlanan hissəcik ya özü müvafiq kimyəvi reaksiyalarda iştirak edir, ya da həyəcanını kimyəvi reaksiyada iştirak edən başqa bir hissəcikə ötürür);

fotodestruksiya(istilik və ya şok dalğalarının buraxılması səbəbindən).

Lazer diaqnostikası

Lazer diaqnostikası bioloji obyektə qeyri-narahat təsir göstərir uyğunluq lazer şüalanması. Əsas diaqnostik üsulları sadalayaq.

İnterferometriya. Lazer radiasiyası kobud bir səthdən əks olunduqda, bir-birinə müdaxilə edən ikincil dalğalar yaranır. Nəticədə, yerləşdiyi yer bioloji obyektin səthi haqqında məlumat verən tünd və açıq ləkələrin (xəttlərin) şəkli əmələ gəlir (xələ interferometriya üsulu).

Holoqrafiya. Lazer şüalanmasından istifadə edərək obyektin 3 ölçülü təsviri alınır. Tibbdə bu üsul mədə, göz və s. daxili boşluqların üçölçülü təsvirlərini əldə etməyə imkan verir.

İşığın səpilməsi. Yüksək istiqamətləndirilmiş lazer şüası şəffaf obyektdən keçəndə işıq səpilir. Səpələnmiş işığın intensivliyinin bucaq asılılığının qeydiyyatı (nefelometriya üsulu) mühitin hissəciklərinin ölçüsünü (0,02-dən 300 mkm-ə qədər) və onların deformasiya dərəcəsini təyin etməyə imkan verir.

Səpələndikdə işığın qütbləşməsi dəyişə bilər ki, bu da diaqnostikada istifadə olunur (polyarizasiya nefelometriya üsulu).

Doppler effekti. Bu üsul, hətta yavaş hərəkət edən hissəciklərdən işıq əks olunduqda baş verən LR-nin Doppler tezliyinin dəyişməsinin ölçülməsinə əsaslanır (anenometriya üsulu). Bu yolla damarlarda qan axınının sürəti, bakteriyaların hərəkətliliyi və s.

Kvazielastik səpilmə. Belə səpilmə ilə zondlama LR-nin dalğa uzunluğunda cüzi dəyişiklik baş verir. Bunun səbəbi ölçmə prosesi zamanı səpilmə xüsusiyyətlərinin (hissəciklərin konfiqurasiyası, uyğunlaşması) dəyişməsidir. Səpilmə səthinin parametrlərindəki müvəqqəti dəyişikliklər, tədarük radiasiyasının spektri ilə müqayisədə səpilmə spektrinin dəyişməsində özünü göstərir (səpələnmə spektri ya genişlənir, ya da əlavə maksimumlar orada görünür). Bu üsul səpələyicilərin dəyişən xüsusiyyətləri haqqında məlumat əldə etməyə imkan verir: diffuziya əmsalı, istiqamətləndirilmiş daşınma sürəti, ölçü. Zülal makromolekullarına belə diaqnoz qoyulur.

Lazer kütlə spektroskopiyası. Bu üsul obyektin kimyəvi tərkibini öyrənmək üçün istifadə olunur. Lazer şüalarının güclü şüaları bioloji obyektin səthindən maddəni buxarlandırır. Buxarlar kütləvi spektral analizə məruz qalır, nəticədə maddənin tərkibi müəyyən edilir.

Lazer qan testi. Xüsusi müalicə olunmuş qanın vurulduğu dar kvars kapilyarından keçən lazer şüası onun hüceyrələrinin flüoresanlaşmasına səbəb olur. Floresan işığı daha sonra həssas bir sensor tərəfindən aşkar edilir. Bu parıltı lazer şüasının kəsişməsindən ayrı-ayrılıqda keçən hər bir hüceyrə növünə xasdır. Müəyyən bir qan həcmində hüceyrələrin ümumi sayı hesablanır. Hər bir hüceyrə növü üçün dəqiq kəmiyyət göstəriciləri müəyyən edilir.

Fotoməhv üsulu. Səthi öyrənmək üçün istifadə olunur tərkibi obyekt. Güclü LR şüaları maddənin buxarlanması və bu buxarın sonradan kütləvi spektral təhlili yolu ilə bioloji obyektlərin səthindən mikronümunələr götürməyə imkan verir.

Terapiyada lazer şüalarının istifadəsi

Terapiyada aşağı intensivlikli lazerlərdən istifadə olunur (intensivlik 0,1-10 Vt/sm2). Aşağı intensivlikli şüalanma birbaşa şüalanma zamanı toxumalara nəzərəçarpacaq dağıdıcı təsir göstərmir. Spektrin görünən və ultrabənövşəyi bölgələrində şüalanma effektləri fotokimyəvi reaksiyalar nəticəsində yaranır və adi qeyri-koherent mənbələrdən alınan monoxromatik işığın yaratdığı təsirlərdən fərqlənmir. Bu hallarda, lazerlər təmin edən sadəcə rahat monoxromatik işıq mənbələridir

düyü. 31.8. Qanın damardaxili şüalanması üçün lazer mənbəyindən istifadə sxemi

məruz qalmanın dəqiq lokalizasiyasını və dozasını təmin edir. Şəkildə bir nümunə olaraq. Şəkil 31.8-də ürək çatışmazlığı olan xəstələrdə qanın damardaxili şüalanması üçün lazer şüalanma mənbəyindən istifadə diaqramı göstərilir.

Ən çox yayılmış lazer terapiya üsulları aşağıda verilmişdir.

Qırmızı işıq terapiyası. 632,8 nm dalğa uzunluğuna malik He-Ne lazer şüalanması iltihab əleyhinə məqsədlər üçün yaraların, xoraların və ürəyin işemik xəstəliklərinin müalicəsində istifadə olunur. Terapevtik təsir bu dalğa uzunluğunun işığının hüceyrənin proliferativ fəaliyyətinə təsiri ilə əlaqələndirilir. İşıq hüceyrə mübadiləsinin tənzimləyicisi kimi çıxış edir.

Mavi işıq terapiyası. Görünən işığın mavi bölgəsində dalğa uzunluğu olan lazer şüalanması, məsələn, yeni doğulmuşlarda sarılığın müalicəsi üçün istifadə olunur. Bu xəstəlik, mavi bölgədə maksimum absorbsiyaya malik olan bədəndə bilirubinin konsentrasiyasının kəskin artmasının nəticəsidir. Uşaqlar bu diapazonda lazer şüalanması ilə şüalanırsa, bilirubin parçalanır və suda həll olunan məhsullar əmələ gətirir.

Lazer fizioterapiya - elektrofizioterapiyanın müxtəlif üsulları ilə birlikdə lazer şüalanmasının istifadəsi. Bəzi lazerlərdə lazer radiasiyasının birləşmiş təsiri üçün maqnit əlavələri var və maqnit sahəsi- maqnit lazer terapiyası. Bunlara Milta maqnit-infraqırmızı lazer terapevtik cihazı daxildir.

Lazer terapiyasının effektivliyi əvvəllər şüalanmış sahəyə tətbiq olunan dərman maddələri ilə birləşdirildikdə artır (lazer forez).

Şişlərin fotodinamik terapiyası. Fotodinamik terapiya (PDT) işığa açıq olan şişləri aradan qaldırmaq üçün istifadə olunur. PDT, şişlər zamanı toxumaların həssaslığını artıran, şişlərdə lokallaşdırılmış fotosensibilizatorların istifadəsinə əsaslanır.

görünən işıqla sonrakı şüalanma. PDT zamanı şişlərin məhv edilməsi üç təsirə əsaslanır: 1) şiş hüceyrələrinin birbaşa fotokimyəvi məhv edilməsi; 2) işemiyaya və şişin ölümünə səbəb olan şişin qan damarlarının zədələnməsi; 3) bədən toxumalarının antitümör immun müdafiəsini səfərbər edən iltihablı reaksiyanın baş verməsi.

Tərkibində fotosensibilizatorlar olan şişləri şüalandırmaq üçün dalğa uzunluğu 600-850 nm olan lazer şüalanmasından istifadə edilir. Spektrin bu bölgəsində işığın bioloji toxumalara nüfuz etmə dərinliyi maksimumdur.

Fotodinamik terapiya dərinin və daxili orqanların şişlərinin müalicəsində istifadə olunur: ağciyərlər, yemək borusu (lazer şüalanması işıq bələdçilərindən istifadə edərək daxili orqanlara çatdırılır).

Cərrahiyyədə lazer şüalarının istifadəsi

Cərrahiyyədə yüksək intensivlikli lazerlər toxumaları kəsmək, patoloji sahələri çıxarmaq, qanaxmanı dayandırmaq və bioloji toxumaları qaynaq etmək üçün istifadə olunur. Radiasiyanın dalğa uzunluğunu, onun intensivliyini və məruz qalma müddətini düzgün seçməklə müxtəlif cərrahi effektlər əldə etmək olar. Beləliklə, bioloji toxumaları kəsmək üçün dalğa uzunluğu λ = 10,6 μm və gücü 2x10 3 Vt / sm 2 olan davamlı CO 2 lazerinin fokuslanmış şüası istifadə olunur.

Cərrahiyyədə lazer şüasının istifadəsi selektiv və idarə olunan ekspozisiyanı təmin edir. Lazer əməliyyatı bir sıra üstünlüklərə malikdir:

Mütləq sterilliyi təmin edən təmassız;

Ətrafdakı sağlam toxumalara təsir etmədən dozalarda patoloji toxumaları məhv etmək üçün radiasiya dalğa uzunluğunun seçilməsinə imkan verən seçicilik;

qansızlıq (zülal laxtalanması səbəbindən);

Şüa fokusunun yüksək dərəcəsinə görə mikrocərrahi müdaxilələrin mümkünlüyü.

Lazerlərin cərrahi tətbiqinin bəzi sahələrini qeyd edək.

Parçaların lazer qaynaqlanması. Parçalanmış toxumaların əlaqəsidir zəruri mərhələçoxlu əməliyyatlar. Şəkil 31.9, böyük bir sinirin gövdələrindən birinin qaynaqının lehimdən istifadə edərək təmas rejimində necə aparıldığını göstərir.

düyü. 31.9. Lazer şüasından istifadə edərək sinir qaynağı

bir pipetdən damcılar lasing sahəsinə tətbiq olunur.

Piqmentli sahələrin məhv edilməsi. Pulsed lazerlər piqmentli sahələri məhv etmək üçün istifadə olunur. Bu üsul (fototermoliz) angiomaların, döymələrin, qan damarlarında sklerotik lövhələrin və s.

Lazer endoskopiyası. Endoskopiyanın tətbiqi cərrahi tibbdə inqilab etdi. Böyük açıq əməliyyatların qarşısını almaq üçün lazer şüalanması daxili içi boş orqanların bioloji toxumalarına lazer şüalarının çatdırılmasına imkan verən fiber-optik işıq bələdçilərindən istifadə edərək müalicə sahəsinə çatdırılır. Bu, infeksiya riskini və əməliyyatdan sonrakı ağırlaşmaları əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Lazer parçalanması. Qısa nəbzli lazerlər işıq bələdçiləri ilə birlikdə qan damarlarında, öd kisəsində və böyrək daşlarında lövhəni çıxarmaq üçün istifadə olunur.

Oftalmologiyada lazerlər. Oftalmologiyada lazerlərin istifadəsi göz almasının bütövlüyünü pozmadan qansız cərrahi müdaxilələr etməyə imkan verir. Bunlar vitreus bədənində əməliyyatlardır; ayrılmış retinanın qaynaqlanması; gözdaxili mayenin çıxması üçün lazer şüası ilə “pirsinq” (diametri 50÷100 mkm) dəliklərlə qlaukoma müalicəsi. Görmə korreksiyası üçün buynuz qişa toxumasının qat-qat ablasiyası tətbiq edilir.

31.8. Əsas anlayışlar və düsturlar

Cədvəlin sonu

31.9. Tapşırıqlar

1. Fenilalanin molekulunda yer və həyəcanlı vəziyyətlərdə enerji fərqi ΔE = 0,1 eV-dir. T = 300 K-də bu səviyyələrin populyasiyaları arasındakı əlaqəni tapın.

Cavab: n = 3,5*10 18.