Korekce zraku excimerovým laserem nemá prakticky žádné kontraindikace. Po operaci, pokud osoba dodržuje všechna pravidla rehabilitačního období a pokyny lékaře, nenastávají komplikace jako po jiných typech operací.

Podstatou operace je účinek na rohovku. Vysoce přesný laserový paprsek umožňuje simulovat formu průhledného vnějšího pláště, ve kterém se paprsky lámou a fixují.

Metoda laserové korekce je již všeobecně známá a oblíbená. Ale navzdory tomu má tato technika své kontraindikace.

Chirurgický zákrok se provádí pomocí speciálního vybavení. Excimerový laser je zařízení používané k léčbě očních onemocnění. Používá se nejen v oftalmologii.

Tkáň nemocného oka je vystavena plynovému ultrafialovému zářiči. Díky nejsilnějšímu ultrafialovému záření mají chirurgové po operaci vynikající výsledky.

Při obnažení se určitá část rohovky jednoduše vypaří. Právě z těchto důvodů není potřeba dlouho provést nápravu. Přesný dopad paprsku zabraňuje nejen průniku infekce do nemocného oka, ale také výrazně zkracuje dobu rehabilitace.

Směs plynů, přítomnost molekul ve stavu excitace a vliv elektrických impulsů na to vše přispívá ke vzniku silného světelného paprsku. Mluvení jednoduchými slovy– jedná se o „skalpel“ se specifickými vlastnostmi.

Mimochodem, podle statistik se po absolvování standardních břišních operací pomocí skalpelu vyvinou komplikace u 56 % pacientů. Po dokončení korekce zraku pomocí excimerového laseru k tomu dochází pouze u 0,05 % lidí.

Výhody korekce excimerovým laserem

Seznam výhod korekce:

• Bezpečná technika. Tato chirurgická intervence má minimum kontraindikací. Oprava se provádí pomocí výpočetní techniky a zpracovávají se individuální údaje osoby. Tím se eliminují lékařské chyby a komplikace.

• Bezbolestný postup. K anestezii se používají pouze lokální léky. Není třeba používat injekce proti bolesti, které jsou pro mnohé kontraindikovány.
• Rychlost korekce. Operace netrvá déle než 20 minut bez ohledu na složitost onemocnění.
• Vysoký výsledek. Pomocí excimerového laseru se lze zbavit několika očních problémů najednou.
• Rychlá rehabilitace. Laserové paprsky nepoškozují okolní tkáně. Doba rekonvalescence se proto výrazně zkracuje. Vzhledem k minimálnímu poškození tkáně nedochází ke komplikacím. Po korekci nemá pacient žádná omezení v pozdějším věku.

Existují nějaké nevýhody?

Pravděpodobně neexistují metody, které by neměly negativní stránky. A korekce excimerovým laserem není výjimkou.

Mezi nevýhody takové terapie patří věkové omezení. To znamená, že korekce zraku se neprovádí u mladých lidí, kteří nedosáhli plnoletosti. To nemá nic společného s účinky laseru.

Operace se neprovádí, protože zrakový orgán není považován za dostatečně vyvinutý pro korekci.

Minimálně invazivní terapie není často předepisována starším lidem. Ale i v tomto případě mohou existovat výjimky. Existují případy, kdy byla operace provedena u pacientů ve věku 50-60 let. Zároveň byly pozorovány vynikající výsledky.

Pravidla pro předoperační a pooperační období

14 dní před korekcí bude pacient vyzván, aby přestal nosit brýle nebo kontaktní osoby. Toto období je nejlepší pro obnovení přirozeného tvaru rohovky (mění se vlivem čočky). Během studie lékaři podrobně studují stav zrakového aparátu - určují tloušťku rohovky, vyšetřují fundus oka. Na základě získaných výsledků a vizuálního vyšetření odborník stanoví diagnózu a určí kategorii složitosti výplňové manipulace.

Lékaři doporučují před korekčním zákrokem použít periferní preventivní laserovou fotokoagulaci sítnice. Tato metoda pomáhá posílit sítnici, což zvyšuje pravděpodobnost dobrých výsledků korekce.

Po dokončení úplného vyšetření lékaři stanoví datum nápravy.

Přípravné postupy

Při přípravě na operaci musíte dodržovat následující pravidla:

• 14 dní před operací nepoužívejte kontaktní čočky ani brýle;
• Dva dny nesmíte pít alkoholické nápoje;
• do 24 hodin přestaňte používat kosmetiku a parfémy, zejména ty, které obsahují alkohol (pro korekci je třeba vytvořit přirozené mikroklima - citlivé zařízení nemusí správně fungovat v přítomnosti silného zápachu);
• měsíc před operací jsou nutné krevní testy (hepatitida, RW);
• V den zákroku byste měli mít s sebou sluneční brýle a převléknout se;
• ráno, před operací, byste měli mít lehkou snídani;
• není třeba nosit vlněné oblečení s úzkými límci;
• Ráno před korekcí si musíte umýt obličej mýdlem, je lepší použít dětské mýdlo bez přísad.

Korekce excimerovým laserem zabere pouze 15-20 minut. Nejprve lékař nakape kapky proti bolesti. Osoba má poté na operovanou oblast oka umístěna speciální nástroje, které udrží oční víčka otevřená. Pocity, které člověk zažije, se dají přirovnat k podstoupení ultrazvukového vyšetření. To znamená, že nebude pociťována žádná bolest nebo nepohodlí.

Technika je zcela bezbolestná a bezpečná. Jediným požadavkem na pacienta je držet hlavu v klidu a dívat se na kyvadlo zařízení.

Po provedení korekce excimerovým laserem se výrazně sníží zraková ostrost lidí. Toho se ale rozhodně není třeba obávat. Toto období se nazývá adaptace. To znamená, že po zákroku si oko jen musí zvyknout na nové možnosti. Ke konečné obnově zrakových funkcí dojde za několik dní. Dalším bodem je, že slzení je pozorováno hodinu a půl po dokončení operace. To je také považováno za normální reakci. Po 6 hodinách již tento proces nebude člověka obtěžovat.

Jak se chovat po opravě:

• Několik dní nemůžete spát na zádech;
• Když jdete ven, chraňte si oči před přímým světlem;

• první dva dny se nedotýkejte očí rukama, slzy si můžete otřít pouze čistým kapesníkem nebo sterilními ubrousky, ruce musí být čisté;
• v prvních dvou dnech přestat číst knihy, používat počítač, řídit auto nebo sledovat televizi;
• po dobu čtyř dnů zajistit, aby se tekoucí voda nedostala do očí, kde byla provedena korekce zraku excimerovým laserem;
• používat kapky předepsané lékařem;
• kapky by měly být nakapány do spojivkového vaku a mírně táhnout spodní víčko;
• vyloučit používání kosmetiky a parfémů po dobu 2 dnů;
• není nutné zakrývat oko obvazem nebo jiným fixačním prostředkem;
• nepijte alkoholické nápoje po dobu jednoho měsíce;
• vyloučit nadměrný fyzický stres a jiné aktivity, které mohou způsobit poranění oční bulvy;
• vyloučit návštěvu bazénu a plavání ve volné vodě po dobu jednoho měsíce;
• Návštěva sauny a lázní je zakázána po dobu jednoho měsíce;
• povinné dodržování všech doporučení oftalmologa, zmeškané plánované prohlídky jsou vyloučeny;
• při ostré bolesti oka, zhoršení zrakové ostrosti, traumatu, kontaktu s cizí těla musíte kontaktovat oftalmologa.

Indikace, kontraindikace

Použití excimerového laseru přineslo skutečný průlom, a to nejen v oftalmologii. Dnes se ve všech městech Ruska provádějí jemné operace pro korekci zraku, ačkoli poměrně nedávno byly tyto techniky dostupné pouze zahraničním odborníkům.

Indikace pro excimerovou korekci:

• krátkozrakost;
• dalekozrakost;
• astigmatismus;
• problémy s nošením brýlí a kontaktů.

Mezi kontraindikace patří:

• mladí lidé do 18 let;
• pacienti starší 45 let (v některých případech lékaři dělají výjimku);
• nedostatečná tloušťka rohovky;
• chronická onemocnění rohovky, autoimunitní onemocnění;
• šedý zákal;
• glaukom;
• diabetes;

• tuberkulóza;
• maligní novotvary;
• období těhotenství a kojení;
• instalované kardiostimulátory.

I když existují nějaké kontraindikace pro laserovou korekci, není třeba zoufat a vzdávat se. Měli byste navštívit očního lékaře, který po podrobném vyšetření předepíše korekci nebo se rozhodne pro alternativní léčebné metody.

Plánované operace se není třeba bát. Mnozí, kteří slyšeli spoustu „hororových příběhů“, že světlo může během procedury zhasnout nebo laser může „minout“, odmítají proceduru provést. Všechny tyto „hororové příběhy“ jsou jen mýty, nic víc. I když dojde k výpadku proudu, laser funguje z nepřerušitelných jednotek. Laserové zařízení nemůže „minout“, jak mnozí říkají, protože je vysoce přesné. A jen díky němu může být vidění navráceno jeho dřívějšímu já.

Nejčastější dotazy

Seznam otázek:

• Zhoršuje se po korekci zraková ostrost? Výsledky korekce vidění excimerovým laserem se v průběhu času nezmění. K tomu může dojít v důsledku změn souvisejících s věkem po 40 letech (presbyopie).

• Jak dlouho musíte strávit v nemocnici? Není nutné zůstávat dlouho v nemocničním prostředí. Zákrok se provádí bez hospitalizace. Předoperační příprava, samotný zákrok a pooperační vyšetření nezabere více než dvě hodiny. Poté bude osoba poslána domů. Následující den budete muset navštívit oftalmologa na vyšetření.
• Je možné udělat excimerovou laserovou korekci na obě oči najednou? Korekční terapii lze provést na obou očích. Interval nastavení je pouze několik minut.
• Kdy mohu obnovit sportovní trénink? Člověk může vést běžnou životosprávu, bez výrazných omezení, které je nutné dodržovat pouze měsíc po zákroku. Po uplynutí této doby lze v tréninku pokračovat. Tento typ korekce je jediná možnost obnovení zraku pro piloty, sportovce, horolezce, kaskadéry.
• Kdy můžete používat počítač, sledovat televizi nebo řídit auto? Za dva dny.
• Může se po operaci rozvinout slepota? Podle statistik nebyla po operaci excimerovým laserem zaznamenána žádná ztráta zraku.
• Je nutné znovu korigovat? Pouze pokud je případ obzvláště závažný, ale často to není nutné.

EXCIMEROVÝ LASER

EXCIMEROVÝ LASER

- plynový laser, práce na elektronových přechodech molekul excimeru (molekuly, které existují pouze v elektronicky excitovaných stavech). Potenciální závislost interakční energie atomů excimeru, umístěných v základním elektronovém stavu, z mezijaderné vzdálenosti je monotónně klesající funkce, která odpovídá odpuzování jader. U excitovaného elektronu, který je nejvyšší úrovní laserového přechodu, má tato závislost minimum, které určuje možnost existence samotného excimeru (obr.). Životnost excitované molekuly excimeru je omezená

Závislost energie molekuly esimeru na vzdálenosti R mezi jejími základními atomy X a Y; Horní křivka je pro horní hladinu laseru, spodní křivka je pro spodní hladinu laseru. Hodnoty odpovídají středu linie zisku aktivního média, jeho červeným a fialovým hranicím. čas jeho vyzařování. rozklad. Vzhledem k tomu, že nižší stav laserového přechodu v elektronovém svazku. je devastován v důsledku rozptylu atomů molekuly excimeru, jehož charakteristika (10 -13 - 10 -12 s) je výrazně kratší než doba záření. devastace top, stav laserového přechodu obsahující molekuly excimeru, je aktivní médium se zesílením na přechodech mezi excitovanou vazbou a hlavními expanzními členy molekuly excimeru.

Základem aktivního média E.l. Obvykle jsou složeny z dvouatomových molekul excimeru - sloučenin s krátkou životností atomů inertního plynu mezi sebou, s halogeny nebo s kyslíkem. Emisní délka E. l. leží ve viditelné nebo blízké UV oblasti spektra. Zisk šířky laserového přechodu E.l. je anomálně velký, což souvisí s rozšiřující se povahou spodního přechodového členu. Charakteristické hodnoty parametrů laserových přechodů pro nejběžnější elektronové paprsky. jsou uvedeny v tabulce.

Parametry excimerového laseru

Optimální parametry aktivního média E.l. odpovídají optimálním podmínkám pro tvorbu molekul excimeru. Nejpříznivější podmínky pro tvorbu dimerů inertních plynů odpovídají tlakovému rozsahu 10-30 atm, kdy k intenzivní tvorbě takových molekul dochází při trojitých srážkách excitovaných atomů:

Při takto vysokých tlacích nejúčinnější. Metoda zavádění čerpací energie do aktivního prostředí laseru spočívá v průchodu paprsku rychlých elektronů plynem, které většinou ztrácejí energii. k ionizaci atomů plynu. Přeměna atomárních iontů na molekulární ionty a následná disociace molekulárních iontů doprovázené tvorbou excitovaných atomů inertního plynu, poskytují možnost eff. přeměna energie svazku rychlých elektronů na energii molekul excimeru Lasery na dimerech inertních plynů se vyznačují ~1%. Základní Nevýhodou laserů tohoto typu je extrémně vysoká tepová hodnota. příkon prahové energie, který je spojen s krátkou vlnovou délkou laserového přechodu a tedy šířkou ziskové čáry. To klade vysoké nároky na charakteristiky elektronového paprsku používaného jako zdroj laserového čerpání a omezuje výstupní energii laserového záření na úroveň zlomků joulů (na puls) při frekvenci opakování pulsů ne vyšší než několik. Hz Další zvýšení výstupních charakteristik laserů na bázi dimerů vzácných plynů závisí na rozvoji technologie urychlovačů elektronů s dobou trvání pulsu elektronového svazku v řádu desítek nanosekund a energií svazku ~kJ.

E. l. mají výrazně vyšší výstupní charakteristiky. na monohalogenidech inertních plynů RX*, kde X je halogen. Molekuly tohoto typu se efektivně tvoří během párových srážek, například nebo

Tyto procesy probíhají s dostatečnou intenzitou i při tlacích řádově atmosférického tlaku, takže problém zavádění energie do aktivního prostředí takových laserů se ukazuje jako technicky mnohem méně složitý než v případě laserů na bázi dimerů inertního plynu. Aktivní médium E.l. na monohalogenidech inertních plynů sestává z jednoho nebo několika. inertní plyny při tlaku řádu atmosférického a určitého počtu (~10 -2 atm) molekul obsahujících halogen. K buzení laseru se používá buď paprsek rychlých elektronů, nebo pulzní elektrický paprsek. vybít. Při použití svazku rychlých elektronů dosahuje výstupní laserové záření hodnot ~ 10 3 J s účinností několika. procent a frekvenci opakování pulzu hluboko pod 1 Hz. V případě použití el výboje, výstupní energie laserového záření v pulsu nepřesahuje zlomek joulu, což je způsobeno obtížností vytvoření výboje, který má jednotný objem, což znamená objem v atm. tlak po dobu ~ 10 ns. Při použití el výbojem, je dosaženo vysoké opakovací frekvence pulsů (až několik kHz), což otevírá možnost široké škály praktických aplikací. použití laserů tohoto typu. Naíb. rozšířený mezi E. l. získané na XeCl, což je způsobeno relativní jednoduchostí provádění operace v režimu vysoké frekvence opakování pulsů. Cp. Výkon tohoto laseru dosahuje úrovně 1 kW.

Spolu s vysokou energií. charakteristika důležitý atraktivní rys E. l. je extrémně vysoká hodnota šířky čáry zesílení aktivního přechodu (tabulky). To otevírá možnost vytvářet vysoce výkonné lasery v UV a viditelné oblasti s plynulým laděním vlnové délky v poměrně širokém rozsahu spektra. Tento problém je řešen pomocí injekčního laserového budícího obvodu, který obsahuje nízkovýkonový generátor laserového záření s vlnovou délkou laditelnou v rámci šířky zesilovací čáry aktivního prostředí elektronového paprsku a širokopásmový zesilovač. Toto schéma umožňuje získat laser o šířce čáry ~ 10 -3 HM, laditelný ve vlnové délce v rozsahu šířky ~ 10 HM a více.

E. l. jsou široce používány kvůli jejich vysoké energii. charakteristika, krátká vlnová délka a možnost jejího plynulého ladění v dosti širokém rozsahu. Výkonné monopulzní elektronové paprsky buzené elektronovými paprsky se používají v instalacích pro studium laserového ohřevu terčů za účelem dosažení termonukleární reakce(například KrF laser s HM, výstupní energie na puls až 100 kJ, doba trvání pulsu ~ 1 ns). V technice se používají lasery s vysokou opakovací frekvencí pulzů, buzené pulzním výbojem plynu. účely při zpracování produktů mikroelektroniky, v medicíně, při experimentech na laserové separaci izotopů, při snímání atmosféry za účelem kontroly jejího znečištění, ve fotochemii a při experimentech. fyzika jako intenzivní monochromatický zdroj. UV nebo viditelné záření.

lit.: Excimerové lasery, ed. C. Rhodes, přel. z angličtiny, M., 1981; EletskyA. V.. Smirnov B. M., Fyzikální procesy v plynových laserech, M.. 1985. A. V. Eletsky.

Fyzická encyklopedie. V 5 svazcích. - M.: Sovětská encyklopedie. Hlavní editor A. M. Prochorov. 1988 .

Podívejte se, co je "EXCIMER LASER" v jiných slovnících:

Excimerový laser je typ ultrafialového plynového laseru široce používaný v oční chirurgii (laserová korekce vidění) a výrobě polovodičů. Výraz excimer (anglicky excimer dimer) znamená excitovaný dimer a... ... Wikipedie

excimerový laser- Plynový laser, ve kterém laserové aktivní médium ve formě nestabilní sloučeniny iontů vzniká v plynovém výboji při elektrickém čerpání. [GOST 15093 90] Témata laserová zařízení EN excimerový laser ... Technická příručka překladatele

excimerový laser- eksimerinis lazeris statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: engl. excimerový laser vok. Excimerový laser, m rus. excimerový laser, m pranc. laser à excimères, m... Radioelektronikos terminų žodynas

Tento termín má jiné významy, viz Laser (významy). Laser (laboratoř NASA) ... Wikipedie

Laser používaný k odstranění velmi tenkých vrstev tkáně z povrchu rohovky oka. Tuto operaci lze provést za účelem změny zakřivení povrchu rohovky, například v procesu léčby krátkozrakosti (fotorefrakční keratektomie... ... Lékařské termíny

- (zkratka pro Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) zařízení, které umožňuje získat velmi tenký paprsek světla s vysokou koncentrací energie v něm. V chirurgické praxi se lasery používají k provádění operací... ... Lékařské termíny

LASER- (laser) (zkratka pro Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) je zařízení, které umožňuje získat velmi tenký paprsek světla s vysokou koncentrací energie v něm. V chirurgické praxi se lasery používají k provádění operací... ... Slovník v lékařství

EXCIMEROVÝ LASER- (excimerový laser) laser používaný k odstranění velmi tenkých vrstev tkáně z povrchu rohovky oka. Tato operace může být provedena pro změnu zakřivení povrchu rohovky, například v procesu léčby krátkozrakosti (fotorefrakční... ... Výkladový slovník medicíny

Fotolitografická linka na výrobu křemíkových plátků Fotolitografie je způsob výroby vzoru na tenké vrstvě materiálu, široce používaný v mikroelektronice a tisku. Jeden z... Wikipedie

knihy

• Vysokonapěťové pulzní generátory založené na kompozitních polovodičových spínačích, Vladislav Yuryevich Khomich, Sergey Igorevich Moshkunov. Monografie je věnována vývoji a tvorbě vysokonapěťových polovodičových pulzních generátorů. Základní principy konstrukce kompozitních vysokonapěťových...

MSTU im. N.E. Bauman

Vzdělávací a metodická příručka

Excimerové lasery

N.V. Lisitsyn

Moskva 2006

Úvod

1. Teoretický základ

1.1 Aktivní médium

1.1.2 Lasery s oxidem inertního plynu

1.1.3 Lasery založené na excimerových molekulách čistých vzácných plynů

1.1.4 Diatomické halogenové lasery

1.1.5 Lasery na bázi kovových par

1.1.6 Chlazení, větrání a čištění pracovního plynu

1.2 Čerpání

1.2.1 Čerpání elektronovým paprskem

1.2.2 Elektrické výtlačné čerpání

1.2.2.1 Vybíjecí obvody

1.2.2.2 Čerpání rychlým příčným elektrickým výbojem

2.2.3 Čerpání elektrickým výbojem s předionizací elektronovým paprskem

1.2.2.4 Dvojité elektrické výbojové čerpání

1.3 Parametry výstupního záření

2. Komerční modely excimerových laserů

2.1 Laser LPXPro 305 od LAMBDA PHYSIK (Německo)

2.2 Laser eX5 BY gam lasers, Inc (USA)

3. Aplikace

3.1 Fotolytická excitace laserových médií

3.2 Generování krátkovlnného záření

3.2.1 Fotolitografie

3.2.2 Laserová chirurgie. Příklad přepočtu parametrů laserového záření

Literatura

Úvod

Excimerové lasery jsou jedním z nejzajímavějších typů laserů. Emise zdrojů tohoto typu ve spektrální oblasti zaujímá rozsah od 126 nm do 558 nm. Díky takto krátké vlnové délce lze záření excimerového laseru zaostřit do velmi malého bodu. Výkon těchto zdrojů dosahuje jednotek kW. Excimerové lasery jsou pulzní zdroje. Opakovací frekvence pulzu může dosáhnout až 500 Hz. Tento typ laseru má velmi vysokou kvantovou výtěžnost a v důsledku toho i docela vysokou účinnost (až 2 - 4 %).

Díky těmto neobvyklým vlastnostem se excimerové laserové záření používá v mnoha oblastech a aplikacích. Používají se na klinikách při operacích (na duhovce a dalších), kde je nutné spalování tkání. Na základě těchto laserů byly vytvořeny mikrofotolitografické instalace pro jemné leptání materiálů při vytváření elektronických desek plošných spojů. Excimerové lasery našly široké použití v experimentech vědecký výzkum.

Všechny tyto pozoruhodné vlastnosti excimerových laserů však s sebou nesou určité potíže při jejich výrobě a vytváření instalací na nich založených. Například při tak vysokém výkonu záření je nutné zabránit vzniku oblouku v aktivní směsi plynů. K tomu je nutné zkomplikovat čerpací mechanismus, aby se zkrátila doba jeho pulzu. Krátkovlnné záření z excimerových laserů vyžaduje použití speciálních materiálů a povlaků ve strukturách rezonátorů, stejně jako v optických systémech pro přeměnu jejich záření. Proto je jednou z nevýhod tohoto typu zdroje jeho vysoká cena ve srovnání s jinými typy laserů.

1. Teoretické základy

1.1 Aktivní médium

Aktivním prostředím excimerového laseru jsou molekuly plynu. Ale na rozdíl od CO, CO 2 nebo N 2 laserů ke generování v excimerových laserech nedochází při přechodech mezi různými vibračně-rotačními stavy, ale mezi různými elektronovými stavy molekul. Existují látky, které v základním stavu nemohou tvořit molekuly (jejich částice v neexcitovaném stavu existují pouze v monomerní formě). K tomu dochází, pokud základní stav látky odpovídá vzájemnému odpuzování atomů, je slabě vázán nebo je vázán, ale za přítomnosti velkých mezijaderných vzdáleností (obr. 1).

Obrázek 1: a - ostře odpudivá křivka; b - plochá křivka; c - křivka vázaného stavu na velkých mezijaderných vzdálenostech

Molekuly pracovní látky excimerových laserů lze zhruba rozdělit na dva typy: ty tvořené částicemi téže látky a částicemi dvou různých látek. V souladu s tím mohou být samotná aktivní média nazývána „excimery“ (excimer, excitovaný dimer) a „exciplexy“ (exciplex, excitovaný komplex).

Je vhodné zvážit proces získání laserového záření v excimerovém laseru pomocí obrázku 2, který ukazuje křivky potenciální energie pro základní a excitované stavy dvouatomové molekuly A2.

Obrázek 2. Energetické hladiny excimerového laseru.

Protože křivka potenciální energie excitovaného stavu má minimum, molekula A2* může existovat. Tato molekula je excimer. V procesu relaxace excitovaného prostředí se ustavuje určitá trajektorie toku energie, která obsahuje skok, který lze překonat pouze emisí záření. Pokud je v určitém objemu nahromaděno poměrně velké množství takových molekul, pak na přechodu mezi horní (vázanou) a dolní (volnou) hladinou je možné získat generaci (stimulovanou emisi) - přechod bez vazby.

Tento přechod se vyznačuje následujícími důležitými vlastnostmi:

Když molekula v důsledku generace přejde do základního stavu, okamžitě se disociuje;

Nejsou zde žádné jasně definované rotačně-vibrační přechody a přechod je relativně širokopásmový.

Pokud není dosaženo inverze populace, pak je pozorována fluorescence.

Pokud je spodní skupenství slabě vázáno, pak molekula v tomto stavu podléhá rychlé disociaci buď sama (predisociace), nebo v důsledku první srážky s jinou molekulou plynné směsi.

V současné době bylo laserového generování dosaženo na řadě excimerových komplexů – kvazi-molekul vzácných plynů, jejich oxidů a halogenidů a také párů sloučenin kovů. Generační vlnové délky těchto aktivních médií jsou uvedeny v tabulce 1.

stůl 1

Excimerové komplexy	Kvasimolekuly vzácných plynů			Oxidy vzácných plynů			Dvojice kovových spojů
Aktivní kvazimolekula	Xe 2*	2 kr*	Ar 2*	ArO*	krO*	XeO*	CdHg*
λ gen, nm	172	145,7	126	558	558	540	470
∆λ, nm	20	13,8	8	25
R imp, MW (R avg, W)	75	50
τ, ns	10	10	4-15
Aktivní kvazimolekula	XeBr*	XeF*	ArF*	ArCl*	XeCl*	krCl*	krF*
λ gen, nm	282	351	193	175	308	220	248
∆λ, nm	1	1,5	1,5	2	2,5	5	4
R imp, MW (R avg, W)	(100)	3	1000	(0,02)	(7)	5(0,05)	1000
τ, ns	20	20	55	10	5	30	55

K získání kvazimolekul vzácných plynů se používají čisté plyny pod tlakem desítek atmosfér; získat oxidy vzácných plynů - směs zdrojových plynů s molekulárním kyslíkem nebo sloučeninami obsahujícími kyslík v poměru 10 000 : 1 za stejného tlaku; získat halogenidy vzácných plynů - jejich směs s halogeny v poměru 10 000 : 1 (pro argon a xenon) nebo 10: 1 (pro xenon nebo krypton) při celkovém tlaku 0,1 - 1 MPa.

1.1.1 Halogenidové lasery se vzácnými plyny

Zvažme nejvíce zajímavá třída excimerové lasery, ve kterých se atom inertního plynu v excitovaném stavu spojuje s atomem halogenu, což vede ke vzniku exciplexu halogenidů inertního plynu. Tak jako konkrétní příklady můžete specifikovat ArF (λ = 193 nm), KrF (λ = 248 nm), XeCl (λ = 309 nm), XeF (λ = 351 nm), které všechny generují v UV oblasti. Proč se halogenidy vzácných plynů snadno tvoří v excitovaném stavu, je jasné, když uvážíme, že v excitovaném stavu se atomy vzácných plynů chemicky podobají atomům alkalických kovů, které snadno reagují s halogeny. Tato analogie také ukazuje, že v excitovaném stavu je vazba iontové povahy: během tvorby vazby přechází excitovaný elektron z atomu inertního plynu na atom halogenu. Proto se takový vázaný stav nazývá také stav přenosu náboje.

U halogenidových laserů s inertním plynem mají fotoabsorpční procesy významný vliv na stav plazmatu. Patří mezi ně fotodisociace původního halogenu, ze kterého vzniká halogenid inertního plynu F 2 + hν → 2F; fotorozpad negativního iontu vzniklého v plazmě F - + hν → F + e - ; fotoionizace excitovaných atomů a molekul inertního plynu Ar * + hν → Ar + + e - ; fotodisociace dimerů iontů inertního plynu Ar 2 + + hν → Ar + + Ar. Stejně jako absorpce samotných molekul halogenidu inertního plynu.

Fotoabsorpci v aktivním prostředí halogenidových laserů s inertním plynem lze rozdělit na liniovou a širokopásmovou. K absorpci čáry dochází na vázaných přechodech přítomných v laserové směsi nečistot atomárních a molekulárních plynů, jakož i volných atomů a radikálů vzniklých působením výboje buď při rozkladu molekul nečistot nebo v důsledku elektronové eroze. Ukázalo se, že čárová absorpce může v některých případech poměrně výrazně zkreslit emisní spektrum, ale zpravidla nevede k znatelnému poklesu jeho energie. Širokopásmová absorpce je způsobena především přechody bez vazby, ke kterým dochází v procesech, jako je fotodisociace, fotodetachment a fotoionizace.

Halogenidové excimerové lasery se vzácnými plyny jsou typicky čerpány elektrickým výbojem.

Efektivní čerpání excimerových laserů, tzn. vytvoření výboje, který je optimální z hlediska energetického příspěvku k aktivnímu médiu, ještě nezaručuje vysoké laserové charakteristiky laseru. Stejně důležité je organizovat extrakci světelné energie v něm uložené z aktivního média.

Excimerové lasery jsou zajímavou a důležitou třídou molekulárních laserů, které pracují na přechodech mezi různými elektronickými stavy. Uvažujme dvouatomový

molekula, jejíž křivky potenciální energie pro základní a excitovaný stav jsou znázorněny na Obr. 6.25. Jelikož základní stav odpovídá vzájemnému odpuzování atomů, v tomto stavu molekula neexistuje (tj. v základním stavu částice existují pouze v monomerní formě A). Protože však křivka potenciální energie excitovaného stavu má minimum, může molekula existovat v excitovaném stavu (tj. v excitovaném stavu částice existují v dimerní formě. Taková molekula A se nazývá excimer (zkratka anglická slova - excitovaný dimer. Předpokládejme nyní, že je nějakým způsobem vytvořen velké číslo excimery. Potom lze laserový paprsek získat na přechodu mezi horním (bound) a dolním (volným) stavem (bound-free transition). Odpovídající laser se nazývá excimerový laser. Tyto lasery mají dvě neobvyklé, ale důležité vlastnosti díky tomu, že základní stav odpovídá vzájemnému odpuzování atomů. 1) Jakmile molekula přejde v důsledku generace do základního stavu, okamžitě disociuje. To znamená, že spodní hladina laseru bude vždy prázdná. 2) Nejsou zde jasně definované rotačně-vibrační přechody a přechod je relativně širokopásmový.Je však třeba poznamenat, že u některých excimerových laserů křivka potenciální energie základního stavu neodpovídá čistému vzájemnému odpuzování, ale má mělké minimum. V tomto případě dochází k přechodu mezi stavem horní hranice a dolním (slabým) vázaným stavem (přechod s ohraničenou hranicí). Protože je však základní stav vázán jen slabě, molekula v tomto stavu podléhá rychlé disociaci buď sama o sobě (predisociace), nebo v důsledku první srážky s jinou molekulou plynné směsi.

Rýže. 6.25. Energetické hladiny excimerového laseru.

Podívejme se nyní na nejzajímavější třídu excimerových laserů, ve kterých se atom inertního plynu (například ) v excitovaném stavu spojuje s atomem halogenu, což vede ke vzniku excimeru halogenidů inertního plynu. Jako konkrétní příklady uvedeme, že vše generuje v UV oblasti. Proč se halogenidy vzácných plynů snadno tvoří v excitovaném stavu, je jasné, když uvážíme, že v excitovaném stavu se atomy vzácných plynů chemicky podobají atomům alkalických kovů, o kterých je známo, že snadno reagují s halogeny. Tato analogie také ukazuje, že v excitovaném stavu je vazba iontové povahy; v procesu tvorby vazby se excitovaný elektron pohybuje z atomu inertního plynu na atom halogenu. Proto se takový vázaný stav také nazývá stav přenosu náboje.. Podívejme se nyní na laser podrobněji, protože je jedním z nejdůležitějších laserů v této kategorii. Obrázek 6.26 ukazuje diagram potenciální energie molekuly Horní hladina laseru je stav s přenosem náboje a iontovou vazbou, který při odpovídá stavu kladného iontu a stavu 5 záporného iontu. se rovná ionizačnímu potenciálu atomu kryptonu mínus elektronová afinita atomu fluoru. Na velké mezijaderné vzdálenosti se energetická křivka řídí Coulombovým zákonem. Interakční potenciál mezi dvěma ionty se tedy rozprostírá na mnohem větší vzdálenost než v případě, kdy převažuje kovalentní interakce (srov. např. obr. 6.24). kovalentní vazba a at odpovídá stavu atomu kryptonu a stavu atomu fluoru.V základním stavu se tedy atomární stavy inertního plynu a halogenu mění. V důsledku interakce příslušných orbitalů se horní a dolní stavy na malých mezijaderných vzdálenostech rozdělí na stavy a na přechodu dochází ke generování, protože má největší průřez. Všimněte si, že během přechodu se emitující elektron přenáší z iontu k iontu

Pokud jde o mechanismy excitace, podotýkáme, že elektrická excitace vede především ke vzniku excitovaných atomů a iontů, přičemž obě částice okamžitě vedou ke vzniku excitovaných molekul. Ve skutečnosti může excitovaný atom reagovat s molekulou podle následující reakce:

S použitím výše diskutované analogie mezi excitovanými atomy inertního plynu a atomy alkalického kovu můžeme okamžitě předpokládat, že reakční rychlost (6.12) bude srovnatelná s reakční rychlostí mezi (atom alkalického kovu, odpovídající molekule

Rýže. 6.26. Křivky potenciální energie ukazující molekulární strukturu

Naopak iont reaguje s ionty, které se tvoří při reakci elektronů s disociací:

Všimněte si, že pro současné naplnění zákonů zachování energie a hybnosti musí dojít k rekombinaci dvou iontů prostřednictvím srážky tří částic:

kde M je atom vyrovnávacího plynu (v tomto případě je to obvykle helium). Vzhledem k velké vzdálenosti mezi oběma ionty probíhá tato reakce také velmi vysokou rychlostí, pokud je tlak vyrovnávacího plynu dostatečně vysoký (směs plynu se obvykle skládá z tlaku asi 120 mbar, tlaku 6 mbar a He při tlaku 2400 mbar).

Vzácné plynové halogenidové excimerové lasery jsou typicky čerpány elektrickým výbojem podle obecné schéma, uvedené na Obr. 6.21.

Rýže. 6.27, Pulzní energie emitovaná TEM laserem s UV preionizací elektrického výboje. Každý z těchto laserů používal stejnou laserovou trubici jako na Obr. 6.21, ale naplněné příslušným plynem.

Preionizace se obvykle dosahuje jako na Obr. 6.21, vyzařující jiskrové výboje v oblasti UV. Vzhledem k tomu, že hloubka pronikání UV záření do plynné směsi je omezená, používá se u velkých instalací někdy předionizace (rozměry příčného výboje větší než 2-3 cm) rentgenové záření. U laboratorních přístrojů a největších instalací se někdy používá také čerpání externím elektronovým paprskem.Ve všech případech se zisk ukazuje jako velmi velký, takže v dutině laseru je obvykle instalován nepotažený standard jako zrcadlo na jednom konec a na druhém konci je použito zrcadlo se 100 %. , je nutné zajistit rychlé čerpání (doba trvání pulsu čerpadla 10-20 ns). V případě uvedeném na obr. 6.21 je toho dosaženo, stejně jako u dusíkového laseru, maximálním snížením indukčnosti obvodu a použitím

neindukční kondenzátory spojené s výbojovými elektrodami krátkými vodiči. Ve skutečnosti stejný laser typu znázorněného na Obr. 6.21 lze pouhou změnou směsi plynů použít jako TEA laser, dusíkový laser nebo excimerový laser Na Obr. Obrázek 6.27 ukazuje výstupní energie jednoho pulzu získané tímto způsobem pro různé lasery. Excimerové lasery jsou k dispozici s opakovací frekvencí až přibližně 500 Hz a průměrnými výstupními výkony až 100 W. V současné době se také vytvářejí větší instalace s průměrnými výkony nad 1 kW, kvůli jejich vysokému kvantovému výtěžku (viz obr. 6.26) a vysoce účinných čerpacích procesech je účinnost těchto laserů obvykle poměrně vysoká (2-4 %).

Excimerové lasery se používají pro velmi přesné leptání různých materiálů v aplikacích zahrnujících tištěné elektronické obvody, stejně jako pro spalování tkání v biologii a medicíně (např. radiální keratomie duhovky). Excimerové lasery jsou také široce používány ve vědeckém výzkumu a pravděpodobně najdou četné aplikace tam, kde je vyžadován vysoce výkonný a vysoce účinný zdroj UV světla (například ve fotochemii).

Excimerový laser - základy herec PRK a LASIK. Svůj název získalo spojením dvou slov: vzrušený – vzrušený, dimer – dvojitý. Aktivní tělo takových laserů se skládá ze směsi dvou plynů – inertního a halogenu. Když je na směs plynů aplikováno vysoké napětí, atom inertního plynu a atom halogenu tvoří dvouatomovou molekulu plynu. Tato molekula je ve vzrušeném a extrémně nestabilním stavu. Po chvíli, v řádu tisícin sekundy, se molekula rozpadne. Rozpad molekuly vede k emisi světelné vlny v ultrafialové oblasti (obvykle 193 nm).

Princip vlivu ultrafialového záření na organická sloučenina, zejména na tkáni rohovky, spočívá v oddělení mezimolekulárních vazeb a v důsledku toho v přenosu části tkáně z pevné skupenství do plynu (fotoablace). První lasery měly průměr paprsku stejný jako průměr odpařeného povrchu a vyznačovaly se výrazným škodlivým účinkem na rohovku. Široký profil paprsku, jeho heterogenita, způsobila heterogenitu v zakřivení povrchu rohovky, poměrně vysoké zahřívání rohovkové tkáně (o 15-20˚), což mělo za následek popáleniny a opacity rohovky.

Lasery nové generace byly modernizovány. Zmenšil se průměr paprsku a vznikl rotační skenovací systém pro přívod laserového záření do oka pro ošetření celého potřebného povrchu rohovky. Ve skutečnosti byl tento systém vytvořen na konci 50. let a dodnes se úspěšně používá při skenování naváděcích hlavic raket. Všechny excimerové lasery pracují ve stejném rozsahu vlnových délek, v pulzním režimu a liší se pouze modulací laserového paprsku a složením aktivního tělesa. Laserový paprsek, což je štěrbina nebo bod v příčném řezu, se pohybuje po kruhu, postupně odstraňuje vrstvy rohovky a dává jí nový poloměr zakřivení. Teplota v ablační zóně se vlivem krátkodobé expozice prakticky nezvyšuje. Hladký povrch rohovky získaný v důsledku operace umožňuje získat přesný a odolný výsledek lomu.

Vzhledem k tomu, že chirurg předem ví, jaká část světelné energie je do objektu (rohovky) dodávána, může si spočítat, do jaké hloubky bude ablace provedena. A jakého výsledku dosáhne v procesu refrakční chirurgie. A konečně na prahu třetího tisíciletí se objevila nová metoda, která tento problém řeší – korekce excimerovým laserem, která zbavuje lidi krátkozrakosti, astigmatismu a dalekozrakosti. Laserová korekce poprvé splňuje všechny požadavky osoby se „špatným“ zrakem. Vědecká validita, bezbolestnost, maximální bezpečnost, stabilita výsledků – to jsou bezpodmínečné faktory, které ji charakterizují. Obor oční chirurgie, který se korekcí těchto anomálií zabývá, se nazývá refrakční chirurgie a ony samotné se nazývají refrakční vady nebo ametropie.

Odborníci rozlišují dva typy lomu:
- Emetropie- normální vidění;
- Ametropie- abnormální vidění, včetně několika typů: myopie - myopie; hypermetropie - dalekozrakost, astigmatismus - zkreslení obrazu, kdy je zakřivení rohovky nepravidelné a dráha světelných paprsků v různých jejích částech není stejná. Astigmatismus může být myopický (krátkozraký), hypermetropický (dalekozraký) a smíšený. Pro pochopení podstaty refrakčních zásahů si velmi stručně a schematicky připomeňme anatomickou fyziku oka. Optický systém Oko se skládá ze dvou struktur: světlo lámající část - rohovka a čočka a část přijímající světlo - sítnice, umístěné v určité (ohniskové) vzdálenosti. Aby byl obraz ostrý a jasný, musí být sítnice v ohnisku optické mohutnosti míče. Pokud je sítnice před ohniskem, což se stává při dalekozrakosti, nebo za ohniskem s krátkozrakostí, bude obraz objektů rozmazaný a nejasný. Navíc od okamžiku narození až do 18-20 let se optika oka mění v důsledku fyziologického růstu oční bulvy a pod vlivem faktorů, které často vedou ke vzniku určitých refrakčních vad. Proto je pacientem refrakčního chirurga často osoba, která dosáhla 18-20 let.

Korekce vidění excimerovým laserem je založena na programu „počítačového přepracování“ povrchu hlavní optické čočky lidského oka – rohovky. Podle individuálního korekčního programu studený paprsek rohovku „vyhladí“ a odstraní všechny existující defekty. Ve stejnou dobu, normální podmínky pro optimální lom světla a získání nezkresleného obrazu v oku, jako u lidí s dobrým zrakem. Proces „přeměny“ není doprovázen destruktivním zvýšením teploty rohovkové tkáně, a jak se mnozí mylně domnívají, nedochází k „vyhoření“. A co je nejdůležitější, excimerové laserové technologie umožňují získat tak „ideálně nový specifikovaný profil“ rohovky, že umožňuje korigovat téměř všechny typy a stupně refrakční vady. Z vědeckého hlediska jsou excimerové lasery vysoce přesné systémy, které zajišťují nezbytnou „fotochemickou ablaci“ (odpařování) vrstev rohovky. Pokud je tkáň odstraněna v centrální zóně, rohovka se zplošťuje, což koriguje krátkozrakost. Pokud odpaříte periferní část rohovky, její střed se stane strmější, což umožňuje korigovat dalekozrakost. Dávkované odstranění v různých meridiánech rohovky umožňuje korigovat astigmatismus. Moderní lasery používané v refrakční chirurgii spolehlivě zaručují vysoká kvalita„ablatovaný“ povrch.