Femtosecond laser: descriere, tipuri, caracteristici de aplicare și recenzii

Să vorbim astăzi despre ceea ce este un laser femtosecundru. Care sunt principiile principale ale lucrării sale și cum ajută la corectarea viziunii?

Teoria lui Bohr

Când la începutul secolului al XIX-lea știința a ajuns la un nivel care ar putea privi structura atomului, a apărut o nouă direcție - fizica cuantică. Prima sarcină a fost aceea de a determina cum și de ce electronii mici nu cad pe nucleul grea al unui atom. Teoria precedentă, bazată pe ecuațiile lui Maxwell, a afirmat că orice încărcătură în mișcare emite un câmp, prin urmare, își pierde impulsul. Astfel, un electron care se deplasează pe o orbită în jurul nucleului trebuie să emită în mod continuu și să cadă în cele din urmă pe nucleu. Bohr a exprimat ideea că într-un atom, electronii nu pot fi decât la anumite distanțe față de centru, iar o trecere de la un nivel la altul este însoțită fie de emisia, fie de absorbția energiei. Această teorie a fost explicată ulterior în cadrul fizicii cuantice. Prezența nivelelor electronice staționare a deschis calea unei astfel de invenții ca un laser (inclusiv femtosecundă).

Bazele teoretice ale laserului

Odată ce oamenii de știință au înțeles structura atomului, au vrut să învețe cum să controleze starea electronului. În condiții normale, un electron, care dintr-un anumit motiv este la un nivel ridicat al atomului, tinde să umple nivelele inferioare, dacă acestea sunt libere. În timpul tranziției, energia este emisă sub forma unui cuantic de lumină sau a unui foton. Dar tranziția dintre oricare două nivele generează canale diferite de lumină. Dar dacă mulți electroni trec simultan de la un nivel superior la un nivel inferior, atunci va apărea un flux de multe fotoni identici. Aplicațiile acestui flux sunt nesfârșite. De exemplu, o cataractă laser femtosecundă îndepărtează. În rubinul dopat cu ytriu, s-a găsit un nivel cu așa-numita populație inversă: atunci când electronii sunt mai ușor colectați la un nivel înalt și apoi toți merg împreună la unul mai mic. Principalele componente ale laserului sunt următoarele:

• Mediul de lucru (o substanță în care există un nivel cu o populație inversă);
• pompare (o sursă care "induce" electronii să se acumuleze la nivelul invers);
• un rezonator sub forma a două oglinzi paralele (ele concentrează doar acei fotoni care sunt generați într-o direcție, iar toate celelalte sunt împrăștiate).

Impulsul rezultat la ieșire poate fi continuu sau discret. Un laser femtosecundar, de exemplu, este de tipul celui de-al doilea.

Micro, nano, femto

Toate aceste console denotă o parte a întregului. Milli este o mie de lucru, de exemplu, un metru. Adică, un milimetru este de 10^-3 m. Prefixul Femto înseamnă că ceva cântărește sau se întinde în 10^-15 ori mai puțin decât o anumită unitate. În consecință, un laser femtosecundar are un impuls foarte scurt. Și în fiecare secundă există 10¹⁵ bucăți de impulsuri. De ce avem nevoie de o astfel de sumă de neimaginat de mică? Faptul este că puterea laserului depinde de cât timp electronii se acumulează la nivelul invers. Cu generație continuă, puterea laserelor nu poate fi ridicată. Dar cu cât fiecare impuls este mai scurt, cu atât este mai mare randamentul. Multe procese au loc mult mai mult, iar pentru un scop final un astfel de puls scurt nu este vizibil. Sistemul de recepție pare a fi un laser continuu. În acest caz, coerența și puterea fasciculului de ieșire sunt mult mai mari.

cataractă

Cataracta este o încețoșare a lentilei. O persoană care dezvoltă un astfel de defect vizual poate să nu știe nici măcar despre aceasta: când se dezvoltă cataractă pe marginea elevului, viziunea nu este deranjată. Dar dacă se produce turbiditatea în centrul lentilei, atunci nu puteți observa că pierderea vederii este imposibilă. Principalele motive pentru această schimbare în ochi sunt patru:

• radiații dăunătoare în doze mari;
• traume la nivelul capului sau direct la ochi;
• diabet zaharat;
• puternic stres.

Motivul fizic este același - proteina conținută în lentile ochiului, începe să se degradeze, să se descompună. Acest proces se numește denaturare a proteinelor. În cazul obiectivului, distrugerea este ireversibilă. Mai devreme, bătrânii cu ochi albi depind complet de rudele lor, deoarece erau de fapt orbi. Cu toate acestea, acum această boală este tratată cu succes.

Tratamentul cu cataractă cu intervenție chirurgicală

Tradițional, tratamentul înseamnă o intervenție în corpul uman care nu încalcă integritatea sa: gâtul în gât este tratat cu pastile și ceai fierbinte, tocat degetul - unguente și un bandaj.

Dar în acest caz, tratamentul radical este o operație. De obicei, acest cuvânt înseamnă răni, cusături care se vindecă pentru o lungă perioadă de timp, durere și pierderea unui stil de viață normal. În cazul operației de cataractă, nu trebuie să vă fie frică, deoarece incizia este de obicei foarte mică, 2-3 mm, nu sunt tăiate vasele de sânge, anestezia locală.

Etapele operațiunii:

1. Ochelarii sunt anesteziați cu ajutorul picăturilor speciale.
2. Se taie irisul ochiului (nu mai mult de 3 mm în lungime).
3. Un dispozitiv special este introdus în obiectiv.
4. Aparatul transformă vechea lentilă într-o emulsie.
5. Emulsia este aspirată.
6. A introdus o nouă lentilă artificială moale.
7. Dispozitivul este scos din ochi.

Procedura durează nu mai mult de 15 minute, după care persoana poate deja să meargă acasă.

Se află în stadiul transformării lentilei vechi într-o emulsie pe care o utilizează un laser femtosecundar. Oftalmologia cunoaște un alt exemplu de utilizare a laserelor - corectarea miopiei și astigmatismului. Dar aceasta este o poveste complet diferită.

Avantajele laserului în tratamentul cataractei

Imediat, să menționăm un dezavantaj semnificativ - această metodă este destul de scumpă. Cu toate acestea, pentru toți ceilalți parametri este mai bine decât metodele anterioare. Conform recenziilor, țesutul înconjurător este mai puțin avariat, transformarea într-o emulsie, mărimea particulelor rezultate este mai rapidă, dacă se utilizează un laser femtosecundă în operație. Feedback-ul despre această operație este extrem de pozitiv atât de la pacienți, cât și de la medici.

Am menționat deja că, cu ajutorul laserelor, miopia este de asemenea corectată. Cu toate acestea, până în prezent, au fost utilizate diferite echipamente pentru această operație și pentru tratamentul cataractei. Principalul lucru pentru pacient este calitatea operației, dar clinica care furnizează astfel de servicii ar dori să cheltuiască mai puțin pe dispozitive. În acest caz, Victus va folosi un laser femtosecond: poate fi folosit pentru a efectua trei operații diferite. În acest caz, trebuie doar să modificați setările.