Az excimer lézeres látásjavításnak gyakorlatilag nincs ellenjavallata. A műtét után, ha a személy betartja a rehabilitációs időszak minden szabályát és az orvos előírásait, akkor nincs szövődmény, mint más típusú műtétek után.
A sebészeti beavatkozás lényege a szaruhártyára gyakorolt hatás. A nagy pontosságú lézersugár lehetővé teszi az átlátszó külső héj ilyen alakjának szimulálását, amelyben a sugarak megtörik és rögzítik.
A lézeres korrekciós módszer már széles körben ismert és népszerű. Ennek ellenére a technikának vannak ellenjavallatai.
A műtétet speciális eszközökkel végzik. Az excimer lézer egy olyan eszköz, amelyet szembetegségek kezelésére használnak. Nem csak a szemészetben használják.
A beteg szem szöveteire gyakorolt hatás gáz ultraibolya sugárzóval történik. A legerősebb ultraibolya sugárzásnak köszönhetően a sebészek kiváló eredményeket érnek el a műtét után.
Kitéve a szaruhártya egy bizonyos része egyszerűen elpárolog. Ezen okok miatt nem szükséges hosszú idő a korrekció elvégzésére. A sugár pontos behatása nemcsak megakadályozza a fertőzés behatolását a beteg szembe, hanem jelentősen csökkenti a rehabilitáció időtartamát is.
A gázok keveréke, a gerjesztett molekulák jelenléte és az elektromos impulzusok mindezekre gyakorolt hatása hozzájárul egy erős fénysugár kialakulásához. beszél egyszerű szavakkal- ez egy speciális tulajdonságokkal rendelkező "szike".
Egyébként a statisztikák szerint a szokásos hasi műtétek szikével történő befejezése után a betegek 56% -ánál szövődmények alakulnak ki. Az excimer lézerrel végzett korrekciós látási eljárás befejezése után az emberek mindössze 0,05% -a.
Az excimer lézeres korrekció előnyös szempontjai
A korrekció előnyeinek listája:
- biztonságos technika. Az ilyen műtétnek minimális ellenjavallata van. A javítás számítógépes berendezéssel történik, miközben egy személy egyedi adatait dolgozzák fel. Ez kiküszöböli az orvosi hibákat és szövődményeket.
- Fájdalommentes eljárás. Az érzéstelenítéshez csak helyi készítményeket használnak. Nincs szükség fájdalomcsillapító injekciók alkalmazására, amelyek sokak számára ellenjavallt.
- Javítási sebesség. A műtét nem tart tovább 20 percnél, függetlenül a betegség összetettségétől.
- Magas eredmény. Az excimer lézer segítségével egyszerre több szemproblémától is megszabadulhatunk.
- Gyors gyógyulás. A lézersugarak nem sértik meg a környező szöveteket. Ezért a helyreállítási időszak jelentősen lerövidül. A minimális szövetkárosodásnak köszönhetően nincs szövődmény. A korrekció után a betegnek nincs korlátozása a későbbi életében.
Vannak-e hátrányai
Valószínűleg nincsenek olyan módszerek, amelyeknek ne lennének negatív oldalai. És az excimer lézeres korrekció sem kivétel.
Az ilyen terápia hátrányai közé tartozik az életkori korlátozás. Vagyis a nagykorúságot el nem érő fiataloknál nem végeznek látáskorrekciót. Ennek semmi köze a lézeres expozícióhoz.
A műtétet nem hajtják végre, mert a látószerv nem tekinthető kellően fejlettnek a korrekcióhoz.
A minimálisan invazív terápiát nem gyakran írják elő idősek számára. De még ebben az esetben is lehetnek kivételek. Vannak esetek, amikor a műtétet 50-60 éves betegeken végezték. Ugyanakkor kiváló eredmények születtek.
A műtét előtti és posztoperatív időszak szabályai
14 nappal a korrekció előtt a pácienst felkérik, hogy hagyja abba a szemüveg viselését vagy a kapcsolattartó személyeket. Ez az időszak a legalkalmasabb a szaruhártya természetes alakjának helyreállítására (a lencse hatására megváltozik). A vizsgálat során az orvosok részletesen tanulmányozzák a vizuális berendezés állapotát - meghatározzák a szaruhártya vastagságát, megvizsgálják a szemfenéket. Az eredmények és a vizuális vizsgálat eredményei szerint a szakember diagnózist készít, meghatározza a helyreállító manipuláció összetettségének kategóriáját.
Az orvosok javasolják a perifériás profilaktikus retina lézeres koaguláció alkalmazását a korrekciós eljárás előtt. Ez a módszer elősegíti a retina megerősödését, ami növeli a magas korrekciós eredmények valószínűségét.
A teljes vizsgálat befejezése után az orvosok meghatározzák a korrekció időpontját.
Előkészítő eljárások
A műtét előkészítése során be kell tartania a következő szabályokat:
- ne használjon kontaktlencsét és szemüveget a műtét előtt 14 napig;
- két napig nem fogyaszthat alkoholos italokat;
- egy napra hagyja abba a kozmetikumok és parfümök használatát, különösen az alkoholtartalmúakat (természetes mikroklímát kell létrehoznia a korrekcióhoz - előfordulhat, hogy az erős szagú érzékeny berendezések nem működnek megfelelően);
- egy hónappal a műtét előtt kötelező a vérvizsgálat (hepatitis, RW);
- az eljárás napján napszemüveget, váltóruhát kell viselnie;
- reggel, a műtét előtt, könnyű ételekkel kell reggeliznie;
- nem kell gyapjú ruhát viselni keskeny gallérral;
- reggel a korrekció előtt meg kell mosni az arcát szappannal, jobb a baba szappant használni, adalékanyagok nélkül.
Az excimer lézeres korrekció mindössze 15-20 percet vesz igénybe. Előtte az orvos fájdalomcsillapítót csepegtet. Ezután a személyt speciális eszközökkel a műtött szem területére helyezik úgy, hogy a szemhéjak nyitva legyenek. Azok az érzések, amelyeket egy személy átél, összehasonlítható az ultrahangvizsgálat áthaladásával. Ez azt jelenti, hogy sem fájdalmat, sem kényelmetlenséget nem fog érezni.
A technika teljesen fájdalommentes és biztonságos. A páciens egyetlen követelménye, hogy a fejét mozdulatlanul tartsa, és nézze meg a készülék ingáját.
Az excimer lézeres korrekció elvégzése után az emberek látásélessége jelentősen csökken. De egyáltalán nem kell emiatt aggódni. Ezt az időszakot alkalmazkodásnak nevezik. Vagyis az eljárás után a szemnek csak meg kell szoknia az új lehetőségeket. A vizuális funkciók végleges helyreállítása néhány napon belül megtörténik. Egy másik pont - a műtét befejezése után másfél órával könnyezés figyelhető meg. Ez is normális reakciónak számít. 6 óra elteltével ez a folyamat már nem zavarja az embert.
Hogyan kell viselkedni korrekció után:
- több napig nem tud aludni a hátán;
- amikor kimegy a szabadba, ügyeljen arra, hogy védje a szemét a közvetlen fénytől;
- az első két napban ne érintse meg a szemét a kezével, csak tiszta zsebkendővel vagy steril törlőkendővel törölje le a könnyeket az arcán, miközben a kezének tisztának kell lennie;
- az első két napban hagyja abba a könyvek olvasását, a számítógép használatát, az autóvezetést vagy a tévézést;
- négy napig ügyeljen arra, hogy folyó víz ne kerüljön a szembe, ahol az excimer lézeres látásjavítást végezték;
- használja az orvos által felírt cseppeket;
- cseppeket kell csepegtetni a kötőhártya zsákba, kicsit visszahúzva az alsó szemhéjat;
- kizárja a kozmetikumok és parfümök használatát 2 napig;
- nem szükséges a szemet kötéssel, egyéb fixálószerekkel lefedni;
- egy hónapig ne igyon alkoholos italokat;
- megszünteti a túlzott fizikai stresszt és más olyan tevékenységeket, amelyek a szemgolyó sérülését okozhatják;
- egy hónapig kizárja a medence látogatását és a nyílt vízben való úszást;
- A szauna és a fürdő látogatása egy hónapig tilos;
- a szemész összes ajánlásának kötelező betartása, a tervezett vizsgálatok elmulasztása kizárt;
- éles fájdalom megjelenésével a szemben, a látásélesség romlásával, traumával, idegen testek szemészhez kell fordulnia.
Javallatok, ellenjavallatok
Az excimer lézer alkalmazása igazi áttörést hozott, és nem csak a szemészetben. A mai napig Oroszország minden városában végeznek kímélő műveleteket a látás javítására, bár a közelmúltban az ilyen technikákat csak külföldi szakemberek végezték.
Az excimer beállításának jelzései:
- rövidlátás;
- távollátás;
- asztigmatizmus;
- problémák a szemüveg, lencse viselésével.
Az ellenjavallatok közé tartozik:
- 18 év alatti fiatalok;
- 45 év feletti betegek (egyes esetekben az orvosok kivételt tesznek);
- a szaruhártya elégtelen vastagsága;
- a szaruhártya krónikus betegségei, autoimmun betegségek;
- szürkehályog;
- glaukóma;
- cukorbetegség;
- tuberkulózis;
- rosszindulatú daganatok;
- a terhesség és a szoptatás időszaka;
- telepített pacemakerek.
Még ha vannak is ellenjavallatok a lézeres korrekcióhoz, nem kell kétségbeesni és feladni. Meg kell látogatnia egy szemészt, aki részletes vizsgálat után korrekciót ír elő, vagy alternatív kezelési módszerek alkalmazása mellett dönt.
Nem kell félni az ütemezett műtéttől. Sokan, miután sok "rémtörténetet" hallottak arról, hogy az eljárás során a fény kialszik, vagy a lézer "kimaradhat", megtagadják az eljárás végrehajtását. Mindezek a „horrortörténetek” csak mítoszok, semmi több. A lézer még áramszünet esetén is megszakítás nélkül működik. „Miss”, ahogy sokan mondják, a lézeres berendezés semmiképpen nem lehetséges, mert nagyon pontos. És csak neki köszönhetően lehet helyreállítani a látást.
GYIK
Kérdések listája:
- A látásélesség romlik a korrekció után? Az excimer lézeres látásjavítás eredményei idővel nem változnak. Ez az életkorral összefüggő változások miatt fordulhat elő 40 év után (presbyopia).
- Mennyi időt kell a kórházban töltenie? Nem szükséges hosszú ideig kórházban maradni. Az eljárást kórházi kezelés nélkül hajtják végre. A műtét előtti előkészítés, maga az eljárás és a posztoperatív vizsgálat nem tart tovább két óránál. Ezt követően az illetőt hazaküldik. Másnap meg kell látogatnia egy szemorvost vizsgálat céljából.
- Lehet-e excimer lézeres korrekciót végezni egyszerre két szemen? A korrekciós terápia mindkét szemen elvégezhető. A beállítási intervallum mindössze néhány perc.
- Mikor kezdhetem újra a sportedzést? Egy személy normális életet élhet, jelentős korlátozások nélkül, amelyet csak egy hónappal az eljárás után kell követni. Ezen idő elteltével az edzés folytatható. Ez a fajta korrekció az az egyetlen módja látás helyreállítása pilóták, sportolók, hegymászók, kaszkadőrök számára.
- Mikor használhatok számítógépet, nézhetek tévét, vezethetek autót? Két napon belül.
- Vakság alakulhat ki műtét után? A statisztikák szerint az excimer lézeres műtét után nem volt látásvesztés.
- Újra kell javítanom? Csak akkor, ha az eset különösen súlyos, de gyakran nincs is erre szükség.
EXCIMER LÉZER
EXCIMER LÉZER
- gázlézer, excimer molekulák (csak elektronikusan gerjesztett állapotban létező molekulák) elektronikus átmenetein működnek. Potenciális függőség. az alapelektronikus állapotban lévő excimer atomok interakciós energiája az atommagok közötti távolságon monotonan csökkenő függvény, ami az atommag taszításának felel meg. A gerjesztett elektronikánál, amely a lézerátmenet legfelső szintje, egy ilyen függésnek van egy minimuma, amely meghatározza magának az excimernek a létezésének lehetőségét (ábra). A gerjesztett excimer molekulák élettartama korlátozott
Egy escimer molekula energiájának függése a távolságtól R alkotó atomjai között X és Y; a felső görbe a felső lézerszint, az alsó görbe az alsó lézerszint. Az értékek az aktív közepes erősítési vonal közepének, annak piros és lila szegélyeinek felelnek meg. kisugárzásának ideje. hanyatlás. Mert az alsó a lézerátmenet állapota E. l. Az excimer molekula atomjainak tágulása következtében elpusztul, amelyre jellemző (10 -13 - 10 -12 s) sokkal rövidebb, mint a besugárzási idő. üres tetején az excimer molekulákat tartalmazó lézerátmenet állapota az aktív közeg amplifikációval az excimer molekula gerjesztett kötött és talajtágulási tagjai közötti átmeneteknél.
Az aktív táptalaj alapja E. l. általában kétatomos excimer molekulákat alkotnak - inert gázok atomjainak rövid élettartamú vegyületei egymással, halogénekkel vagy oxigénnel. Sugárzási hossz E. l. a spektrum látható vagy közeli UV tartományában található. A lézerátmenet erősítővonalának szélessége E. l. rendellenesen nagy, ami az alsó átmeneti tag expanziós jellegével függ össze. A lézeres átmenetek paramétereinek jellemző értékei a leggyakoribb E. l. táblázatban mutatjuk be.
Excimer lézerek paraméterei
Az aktív közeg optimális paraméterei E. l. megfelelnek az excimer molekulák képződésének optimális feltételeinek. Naib, az inert gáz dimerek képződésének kedvező feltételei 10-30 atm nyomástartománynak felelnek meg, amikor az ilyen molekulák intenzíven képződnek gerjesztett atomokat érintő hármas ütközések során:
Ilyen magas nyomáson a legtöbb eff. a szivattyú energiájának a lézer aktív közegébe történő bevezetésének módja a gyors elektronok sugárának a gázon keresztül történő átviteléhez kapcsolódik, amelyek túlnyomórészt energiát veszítenek. a gázatomok ionizációjához. Az atomi ionok átalakulása molekuláris ionokká és a molekulaionok ezt követő disszociációja 
inert gáz gerjesztett atomjainak képződése kíséretében biztosítják az eff lehetőségét. gyors elektronnyaláb energiájának átalakítása excimer molekulák energiájává Az inert gáz dimereken alapuló lézereket ~1%. Fő Az ilyen típusú lézerek hátránya a rendkívül magas ütemérték. küszöbenergia-bemenet, amely a lézerátmenet rövid hullámhosszához és ezáltal az erősítési vonal szélességéhez kapcsolódik. Ez magas követelményeket támaszt a lézerszivattyú-forrásként használt elektronsugár jellemzőivel szemben, és a lézersugárzás kimenő energiájának értékeit J (impulzusonkénti) töredékeire korlátozza néhánynál nem nagyobb impulzusismétlési gyakoriság mellett. Hz. Az inert gáz dimer lézerek kimeneti jellemzőinek további növekedése a tíz nsec nagyságrendű elektronnyaláb impulzus időtartamú és ~kJ sugárzási energiájú elektrongyorsítók technológiájának fejlődésétől függ.
Lényegesen magasabb kimeneti jellemzőket különböztet meg az E. l. inert gázok monohalogenidjein RX*, ahol X halogén. Az ilyen típusú molekulák hatékonyan alakulnak ki például páros ütközések során, ill
Ezek a folyamatok már a légköri nyomás nagyságrendű nyomáson is kellő intenzitással mennek végbe, így az ilyen lézerek aktív közegébe való energiabevitel műszakilag sokkal kevésbé bonyolultnak bizonyul, mint az inert gáz dimerekre épülő lézereknél. Aktív táptalaj E. l. inert gázok monohalogenidjein egy vagy több. inert gázok atmoszférikus nagyságrendű nyomáson és bizonyos számú (~ 10 -2 atm) halogéntartalmú molekulákból. A lézer gerjesztésére vagy gyors elektronsugarat vagy impulzusos elektromos sugarat használnak. kisülés. Gyors elektronnyaláb használatakor a kimenő lézersugárzás többszörös hatásfokkal eléri a ~ 10 3 J értéket. százalék, és az impulzusismétlési gyakoriság jóval 1 Hz alatt van. Elektromos használat esetén kisülés esetén a lézersugárzás impulzusonkénti kimenő energiája nem haladja meg a J töredékét, ami az atm térfogatban egyenletes térfogatú kisülés kialakításának nehézségével jár. nyomás idővel ~ 10 ns. Elektromos használatakor azonban a kisülés magas impulzusismétlési frekvenciát ér el (akár több kHz-ig), ami széles gyakorlati lehetőséget nyit meg. az ilyen típusú lézer használata. Naib. elterjedt az E. l. XeCl-n kaptuk, ami a nagy impulzusismétlési sebességű üzemmódban végzett munka viszonylag könnyű végrehajtásának köszönhető. cp. Ennek a lézernek a teljesítménye eléri az 1 kW szintet.
Nagy energiával együtt jellemzők Fontos vonzó tulajdonsága az E. l. az aktív átmenet erősítés vonalszélességének rendkívül magas értéke (táblázat). Ez megnyitja a lehetőséget nagy teljesítményű lézerek létrehozására UV- és látható tartományban, egyenletes hullámhossz-hangolással, meglehetősen széles spektrális tartományban. Ezt a problémát egy injekciós lézergerjesztő áramkör oldja meg, amely egy kis teljesítményű, az EL aktív közeg erősítővonalának szélességében hangolható hullámhosszúságú lézersugárzás generátort és egy szélessávú erősítőt tartalmaz. Ez a séma lehetővé teszi ~ 10-3 HM vonalszélességű lézer előállítását, amely ~ 10 HM vagy nagyobb szélességi tartományban hangolható.
E. l. nagy energiájuk miatt széles körben használják. jellemzői, rövid hullámhossza és zökkenőmentes hangolásának lehetősége meglehetősen széles tartományban. Az elektronsugarakkal gerjesztett, erőteljes egyimpulzusos EL-eket olyan berendezésekben használják, amelyek a célpontok lézeres melegítését tanulmányozzák, hogy megvalósítsák. termonukleáris reakciók(pl. KrF lézer HM-mel, kimeneti impulzusenergia 100 kJ-ig, impulzus időtartama ~ 1 ns). A technológiában nagy impulzusismétlési frekvenciájú, impulzusos gázkisüléssel gerjesztett lézereket használnak. célokra a mikroelektronikai termékek feldolgozásában, az orvostudományban, a lézeres izotópleválasztási kísérletekben, a légkör szondázásában a szennyezettség ellenőrzése érdekében, a fotokémiában és a kísérletekben. a fizika mint a monokromatika intenzív forrása. UV vagy látható sugárzás.
Megvilágított.: Excimer lézerek, szerk. Ch. Rhodes, ford. angolból, M., 1981; JeletszkijA. V.. Smirnov B. M., Fizikai folyamatok gázlézerekben, M.. 1985. A. V. Jeletszkij.
Fizikai enciklopédia. 5 kötetben. - M.: Szovjet Enciklopédia. Főszerkesztő A. M. Prohorov. 1988 .
Nézze meg, mi az "EXCIMER LASER" más szótárakban:
Az excimer lézer egyfajta ultraibolya gázlézer, amelyet széles körben használnak a szemsebészetben (lézeres látásjavítás) és a félvezetőgyártásban. Az excimer (angolul excited dimer) kifejezés gerjesztett dimert és ... ... Wikipédia
excimer lézer- Gázlézer, amelyben elektromos szivattyúzás hatására gázkisülésben instabil ionvegyület formájában lézeraktív közeget hoznak létre. [GOST 15093 90] Témák lézeres berendezések EN excimer lézer ... Műszaki fordítói kézikönyv
excimer lézer- eksimerinis lazeris statusas T terület radioelektronika atitikmenys: engl. excimer lézer vok. Excimer Laser, m rus. excimer lézer, m pranc. lézer à excimères, m… Radioelectronics terminų žodynas
Ennek a kifejezésnek más jelentése is van, lásd: Lézer (jelentések). Lézer (NASA laboratórium) ... Wikipédia
Nagyon vékony szövetrétegek eltávolítására szolgáló lézer a szaruhártya felszínéről. Ez a művelet elvégezhető a szaruhártya felületének görbületének megváltoztatására, például rövidlátás (fotorefraktív keratektómia) kezelésében. orvosi kifejezések
- (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation rövidítése) olyan eszköz, amely lehetővé teszi, hogy nagyon vékony fénysugarat kapjunk, amelyben magas az energiakoncentráció. A sebészeti gyakorlatban a lézert műtétek elvégzésére használják, ... ... orvosi kifejezések
LÉZER- (lézer) (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation rövidítése) olyan eszköz, amely lehetővé teszi, hogy nagyon vékony fénysugarat kapjunk, amelyben magas az energiakoncentráció. A sebészeti gyakorlatban a lézert műtétek elvégzésére használják, ... ... Szótár az orvostudományban
EXCIMER LÉZER- (excimer lézer) olyan lézer, amelyet nagyon vékony szövetrétegek eltávolítására használnak a szem szaruhártyájának felszínéről. Ez a művelet elvégezhető a szaruhártya felületének görbületének megváltoztatására, például rövidlátás (fotorefraktív ... Magyarázó orvosi szótár
Fotolitográfiai sor szilícium lapkák gyártásához A fotolitográfia vékony anyagrétegen mintázat készítésére szolgáló módszer, amelyet széles körben alkalmaznak a mikroelektronikában és a nyomtatásban. Az egyik... Wikipédia
Könyvek
- Kompozit szilárdtest kapcsolókon alapuló nagyfeszültségű impulzusgenerátorok, Khomich Vladislav Jurijevics, Moshkunov Szergej Igorevics. A monográfia a nagyfeszültségű félvezető alapú impulzusgenerátorok fejlesztésével és létrehozásával foglalkozik. A kompozit nagyfeszültségű építés alapelvei…
MSTU im. N.E. Bauman
Excimer lézerek
N.V. Lisitsyn
Moszkva 2006
Bevezetés
1.1 Aktív környezet
1.1.2 Inert gáz-oxid lézerek
1.1.3 Tiszta inert gázok excimer molekuláin alapuló lézerek
1.1.4 Kétatomos halogén lézerek
1.1.5 Fémgőz lézerek
1.1.6 A munkagáz hűtése, szellőztetése és tisztítása
1.2 Szivattyúzás
1.2.1 Elektronsugaras szivattyúzás
1.2.2 Elektromos kisülési szivattyúzás
1.2.2.1 Kisülési áramkörök
1.2.2.2 Szivattyúzás gyors keresztirányú elektromos kisüléssel
2.2.3 Elektromos kisülésű szivattyúzás elektronsugaras előionizációval
1.2.2.4 Dupla elektromos kisülésű szivattyúzás
1.3 Kimeneti paraméterek
2. Excimer lézerek kereskedelmi modelljei
2.1 Laser LPXPro 305 a LAMBDA PHYSIK-től (Németország)
2.2 Laser eX5 FIRM gam lézerek, inc (USA)
3. Alkalmazások
3.1 Lézeres közeg fotolízis-gerjesztése
3.2 Rövidhullámú sugárzás előállítása
3.2.1 Fotolitográfia
3.2.2 Lézeres műtét. Példa a lézersugárzási paraméterek újraszámítására
Irodalom
Bevezetés
Az excimer lézerek az egyik legérdekesebb lézertípus. Az ehhez a típushoz tartozó források sugárzása a spektrális tartományban a 126 nm és 558 nm közötti intervallumot foglalja el. Az ilyen rövid hullámhossznak köszönhetően az excimer lézerek sugárzása nagyon kis foltba fókuszálható. Ezen források teljesítménye eléri a kW egységeket. Az excimer lézerek impulzusforrások. Az impulzus ismétlési frekvenciája akár 500 Hz is lehet. Az ilyen típusú lézerek nagyon magas kvantumkibocsátással és ennek eredményeként meglehetősen magas hatásfokkal rendelkeznek (akár 2-4%).
E szokatlan jellemzőknek köszönhetően az excimer lézersugárzást számos területen és alkalmazásban használják. Klinikán használják műtétek során (a szivárványhártyán és másokon), ahol a szövetek égetésére van szükség. Ezen lézerek alapján az elektronikus nyomtatott áramköri lapok gyártása során anyagok finom maratására szolgáló mikrofotolitográfiás berendezéseket hoztak létre. Az excimer lézerek széleskörű alkalmazást találtak a kísérletekben tudományos kutatás.
Mindazonáltal az excimer lézerek mindezen figyelemre méltó jellemzői bizonyos nehézségeket okoznak gyártásukban és az ezeken alapuló berendezések létrehozásában. Például ilyen nagy sugárzási teljesítménynél meg kell akadályozni az ív kialakulását az aktív gázelegyben. Ehhez meg kell bonyolítani a szivattyúzási mechanizmust az impulzus időtartamának csökkentése érdekében. Az excimer lézerek rövid hullámhosszú sugárzása speciális anyagok és bevonatok alkalmazását igényli a rezonátorok tervezésénél, valamint a sugárzásuk átalakítására szolgáló optikai rendszerekben. Ezért az ilyen típusú források egyik hátránya a magas költségek más típusú lézerekhez képest.
1. Elméleti alapok
1.1 Aktív környezet
Az excimer lézer aktív közege a gázmolekulák. A CO, CO 2 vagy N 2 lézerekkel ellentétben azonban az excimer lézerekben a generálás nem a különböző rezgési-forgási állapotok, hanem a molekulák különböző elektronállapotai közötti átmenetek során történik. Vannak anyagok, amelyek alapállapotban nem tudnak molekulát alkotni (a gerjesztetlen állapotban lévő részecskéik csak monomer formában léteznek). Ez akkor fordul elő, ha az anyag alapállapota megfelel az atomok kölcsönös taszításának, gyengén kötött, vagy kötött, de nagy magközi távolságok jelenlétében (1. ábra).
1. ábra: a - élesen taszító görbe; b - lapos görbe; c - kötött állapotgörbe nagy magközi távolságokban
Az excimer lézerek munkaanyagának molekulái nagyjából két típusra oszthatók: ugyanazon anyag részecskéiből és két különböző anyag részecskéiből. Ennek megfelelően maguk az aktív közegek nevezhetők "excimereknek" (excimer, gerjesztett dimer - gerjesztett dimer) és "exciplexeknek" (exciplex, gerjesztett komplex - gerjesztett komplex).
Az excimer lézerben történő generálás folyamata kényelmesen áttekinthető a 2. ábra segítségével, amely a kétatomos A 2 molekula alap- és gerjesztett állapotának potenciális energiagörbéit mutatja.
2. ábra Az excimer lézer energiaszintjei.
Mivel a gerjesztett állapot potenciális energiagörbéjének van minimuma, létezhet az A 2 * molekula. Ez a molekula egy excimer. A gerjesztett közeg relaxációja során az energiaáramlás egy bizonyos pályája jön létre, amely egy ugrást tartalmaz, amelyet csak sugárzás kibocsátásával lehet legyőzni. Ha egy bizonyos térfogatban meglehetősen nagy számú ilyen molekula halmozódik fel, akkor a felső (határozott) és az alsó (szabad) szint közötti átmenetnél generálást (stimulált emissziót) lehet elérni - egy kötött mentes átmenetet.
Ezt az átmenetet a következő fontos tulajdonságok jellemzik:
Amikor egy molekula a generálás eredményeként alapállapotba kerül, azonnal disszociál;
Nincsenek egyértelműen meghatározott forgási-vibrációs átmenetek, és az átmenet viszonylag széles sávú.
Ha a populáció inverziója nem érhető el, akkor fluoreszcencia figyelhető meg.
Ha az alsó állapot gyengén kötött, akkor az ebben az állapotban lévő molekula gyors disszociáción megy keresztül vagy önmagában (predisszociáció), vagy a gázelegy másik molekulájával való első ütközés eredményeként.
Jelenleg számos excimer komplexen - nemesgázok kvázi molekuláin, oxidjain és halogenidjein, valamint fémvegyületek gőzén - lézergenerálást végeztek. Ezen aktív közegek generálási hullámhosszait az 1. táblázat tartalmazza.
Asztal 1
| Excimer komplexek | Nemesgázok kvázi molekulái | Nemesgáz-oxidok | Fémvegyületpárok | ||||
| Aktív kvázi molekula | xe2* | Kr2* | Ar2* | ArO* | KrO* | XeO* | CdHg* |
| λ gén, nm | 172 | 145,7 | 126 | 558 | 558 | 540 | 470 |
| ∆λ, nm | 20 | 13,8 | 8 | 25 | |||
| R imp, MW(R cf, W) | 75 | 50 | |||||
| τ, ns | 10 | 10 | 4-15 | ||||
| Aktív kvázi molekula | XeBr* | XeF* | ARF* | ArCl* | XeCl* | KrCl* | KrF* |
| λ gén, nm | 282 | 351 | 193 | 175 | 308 | 220 | 248 |
| ∆λ, nm | 1 | 1,5 | 1,5 | 2 | 2,5 | 5 | 4 |
| R imp, MW(R cf, W) | (100) | 3 | 1000 | (0,02) | (7) | 5(0,05) | 1000 |
| τ, ns | 20 | 20 | 55 | 10 | 5 | 30 | 55 |
A nemesgázok kvázi molekuláinak előállításához tiszta gázokat használnak több tíz atmoszféra nyomás alatt; nemesgázok oxidjainak előállítása - forrásgázok keveréke molekuláris oxigénnel vagy oxigéntartalmú vegyületekkel, 10 000: 1 arányban, azonos nyomáson; nemesgáz-halogenidek előállításához - ezek halogénekkel alkotott keverékei 10 000: 1 arányban (argon és xenon esetén) vagy 10: 1 (xenon vagy kripton) 0,1 - 1 MPa össznyomáson.
1.1.1 Ritka gázhalogenid lézerek
Fontolja meg a legtöbbet érdekes osztály excimer lézerek, amelyekben gerjesztett állapotban lévő inert gáz atomja halogénatommal egyesül, ami inert gázok halogenideinek exciplexének kialakulásához vezet. Mint konkrét példák megadható az ArF (λ = 193 nm), KrF (λ = 248 nm), XeCl (λ = 309 nm), XeF (λ = 351 nm), amelyek mindent generálnak az UV tartományban. Hogy miért képződnek könnyen a ritkagáz-halogenidek gerjesztett állapotban, az világossá válik, ha figyelembe vesszük, hogy gerjesztett állapotban a ritkagáz atomok kémiailag hasonlóvá válnak az alkálifém atomokhoz, amelyek könnyen reagálnak a halogénekkel. Ez a hasonlat arra is utal, hogy gerjesztett állapotban a kötés ionos jellegű: a kötésképződés során egy gerjesztett elektron egy inert gáz atomjáról halogénatomra megy át. Ezért az ilyen kötött állapotot töltésátviteli állapotnak is nevezik.
A ritkagáz-halogenid lézerekben a plazma állapotát jelentősen befolyásolják a fotoabszorpciós folyamatok. Ezek közé tartozik a kezdeti halogén fotodisszociációja, amelyből az inert gázhalogenid F 2 + hν → 2F keletkezik; plazmában képződött negatív ion fénybomlása F - + hν → F + e - ; inert gáz gerjesztett atomjainak és molekuláinak fotoionizációja Ar * + hν → Ar + + e - ; inert gázionok dimereinek fotodisszociációja Ar 2 + hν → Ar + + Ar. Valamint maguk a halogenidmolekulák inert gázok abszorpciója.
A ritkagáz-halogenid lézerek aktív közegében történő fotoabszorpció vonali és szélessávúra osztható. A vonalabszorpció az atomos és molekuláris gázok szennyeződéseinek lézerkeverékében jelenlévő kötött kötött átmenetek, valamint szabad atomok és gyökök miatt következik be, amelyek kisülés hatására képződnek akár a szennyező molekulák bomlása során, akár az elektronok hatására. erózió. Kimutatták, hogy a vonalelnyelés bizonyos esetekben jelentősen torzíthatja a lézerspektrumot, de általában nem vezet észrevehető energiacsökkenéshez. A szélessávú abszorpció főként az olyan folyamatokban fellépő kötésmentes átmeneteknek köszönhető, mint a fotodisszociáció, fotoleválás és fotoionizáció.
Az inert halogenid gázokon alapuló excimer lézereket általában elektromos kisüléssel szivattyúzzák.
Excimer lézerek hatékony pumpálása, i.e. Az aktív közeghez való energia-hozzájárulás szempontjából optimális kisülés létrehozása még nem garantálja a lézer magas generálási jellemzőinek elérését. Nem kevésbé fontos a benne tárolt fényenergia kinyerésének megszervezése az aktív közegből.
Az excimer lézerek a molekuláris lézerek érdekes és fontos osztályát képviselik, amelyek a különböző elektronállapotok közötti átmeneteken alapulnak. Tekintsünk egy kétatomost
ábrán láthatók az alap- és gerjesztett állapotok potenciális energiagörbéi. 6.25. Mivel az alapállapot az atomok kölcsönös taszításának felel meg, a molekula ebben az állapotban nem létezik (azaz alapállapotban a részecskék csak A monomer formában léteznek). Mivel azonban a gerjesztett állapot potenciális energiagörbéjének van egy minimuma, a molekula gerjesztett állapotban is létezhet (azaz gerjesztett állapotban a részecskék dimer formában léteznek. Az ilyen A molekulát excimernek nevezzük (az angol rövidítése). gerjesztett dimerre. Tegyük fel, hogy valamilyen módon létrejött nagy szám excimerek. Ekkor generálható a felső (határozott) és az alsó (szabad) állapot közötti átmenetnél (határmentes átmenet). A megfelelő lézert excimer lézernek nevezik. Ezeknek a lézereknek két szokatlan, de fontos tulajdonságuk van, mivel az alapállapot megfelel az atomok kölcsönös taszításának. 1) Amint a molekula a generálás eredményeként alapállapotba kerül, azonnal disszociál. Ez azt jelenti, hogy az alsó lézerszint mindig üres lesz. 2) Nincsenek egyértelműen meghatározott forgási-vibrációs átmenetek, és az átmenet viszonylag széles sávú, azonban meg kell jegyezni, hogy egyes excimer lézereknél az alapállapot potenciális energiagörbéje nem pusztán kölcsönös taszításnak felel meg, hanem sekélyes. minimális. Ebben az esetben az átmenet egy felső korlátos állapot és egy alsó (gyengén) kötött állapot között történik (kötött kötött átmenet). Mivel azonban az alapállapot csak gyengén kötődik, az ebben az állapotban lévő molekula gyors disszociáción megy keresztül, akár önmagában (predisszociáció), akár a gázelegy másik molekulájával való első ütközés eredményeként.
Rizs. 6.25. Az excimer lézer energiaszintjei.
Tekintsük most az excimer lézerek legérdekesebb osztályát, amelyben egy inert gáz (például ) atomja gerjesztett állapotban egyesül egy halogénatommal, ami ritka gáz-halogenidek excimerjének képződéséhez vezet. Konkrét példaként megemlítjük , amelyek mindent generálnak az UV tartományban. Hogy miért képződnek könnyen a ritkagáz-halogenidek gerjesztett állapotban, az világossá válik, ha figyelembe vesszük, hogy gerjesztett állapotban a ritkagáz atomok kémiailag hasonlóak az alkálifém atomokhoz, amelyekről ismert, hogy könnyen reagálnak a halogénekkel. Ez az analógia azt is jelzi, hogy gerjesztett állapotban a kötés ionos jellegű; a kötésképződés során a gerjesztett elektron inert gázatomról halogénatomra megy át. Ezért az ilyen kötött állapotot töltésátviteli állapotnak is nevezik, most nézzük meg részletesebben a γ-lézert, mivel ez az egyik legfontosabb lézer ebben a kategóriában. A 6.26. ábrán egy molekula potenciális energiájának diagramja látható.A felső lézerszint egy töltésátvitellel és ionkötéssel rendelkező állapot, amely a pozitív ion állapotának, a negatív ion 5-ös állapotának felel meg. Az at energia egyenlő a kriptonatom ionizációs potenciáljával, mínusz a fluoratom elektronaffinitásával. Nagy atommagok közötti távolságoknál az energiagörbe engedelmeskedik a Coulomb-törvénynek. Így a két ion közötti kölcsönhatási potenciál sokkal nagyobb távolságra terjed ki, mint abban az esetben, ha a kovalens kölcsönhatás érvényesül (vö. például a 6.24. ábrával), az alacsonyabb állapot kovalens kötés at pedig a kriptonatom és a fluoratom állapotának felel meg.Így alapállapotban egy inert gáz és a halogén atomállapotai helyet cserélnek. A megfelelő pályák kölcsönhatása következtében a kis magközi távolságban lévő felső és alsó állapot állapotokra bomlik.
Rátérve a gerjesztési mechanizmusokra, megjegyezzük, hogy az elektromos gerjesztés elsősorban gerjesztett atomok és ionok képződéséhez vezet, mindkét részecske azonnal gerjesztett molekulák képződéséhez vezet. Valójában egy gerjesztett atom reagálhat egy molekulával a következő reakció szerint:
Az inert gáz gerjesztett atomjai és az alkálifémek atomjai között fentebb tárgyalt analógiát használva azonnal feltételezhető, hogy a reakció sebessége (6.12) összehasonlítható lesz (atom) közötti reakció sebességével. alkálifém, amely megfelel a és a molekulának
Rizs. 6.26. A molekulaszerkezetet tükröző potenciális energiagörbék
Az ion éppen ellenkezőleg, olyan ionokkal reagál, amelyek az elektron addíció és disszociáció reakciójában képződnek:
Megjegyzendő, hogy az energia- és impulzusmegmaradás törvényeinek egyidejű teljesítéséhez két ion rekombinációja három részecske ütközésen keresztül történik:
ahol M a puffergáz atomja (ebben az esetben általában hélium). A két ion közötti nagy kölcsönhatási távolság miatt ez a reakció is nagyon nagy sebességgel megy végbe, ha a puffergáz nyomása elég nagy (a gázelegy általában kb. 120 mbar nyomáson, 6 000 mbar nyomáson) mbar, He pedig 2400 mbar nyomáson).
Az inert halogenid excimer lézereket általában elektromos kisüléssel szivattyúzzák a általános sémaábrán látható. 6.21.
Rizs. 6.27, TEA lézer által kibocsátott impulzusonkénti energia az elektromos kisülés UV-előionizálásával. Mindegyik lézer ugyanazt a lézercsövet használta, mint az 1. 6,21, de a megfelelő gázzal feltöltve.
Az előionizációt általában elérik, amint az az ábrán látható. 6.21, UV tartományban szikrakisüléseket bocsát ki. Mivel az UV-sugárzásnak a gázkeverékbe való behatolási mélysége korlátozott, nagyméretű berendezéseknél (a kisülés keresztirányú méretei több mint 2–3 cm) néha előionizációt alkalmaznak. röntgensugarak. Laboratóriumi eszközöknél és a legnagyobb berendezéseknél néha külső elektronsugárral történő szivattyúzást is alkalmaznak, az erősítés minden esetben nagyon nagynak bizonyul, így a lézerüregben általában egy bevonat nélküli szabványt helyeznek el tükörként. végén, a másik végén pedig 100%-os tükröt használnak.reflektor (például a 6.21. ábrán a hátsó tükör), Mivel a felső szint élettartama viszonylag rövid, és az ívképződés elkerülése érdekében is szükséges gyors szivattyúzást biztosít (a szivattyú impulzusának időtartama 10-20 ns). A 6.21. ábrán látható esetben ezt a nitrogén lézerhez hasonlóan úgy érjük el, hogy az áramkör induktivitását a lehető legnagyobb mértékben csökkentjük, és
nem induktív kondenzátorok, amelyek rövid vezetékekkel vannak a kisülési elektródákhoz kötve. Valójában ugyanaz a lézer, mint az ábrán látható. A 6.21 egyszerűen a gázkeverék megváltoztatásával használható TEA lézerként, nitrogénlézerként vagy excimer lézerként. A 6.27 az így kapott egyetlen impulzus kimeneti energiáit mutatja különböző lézereknél. Vannak olyan excimer lézerek, amelyek ismétlési frekvenciája körülbelül 500 Hz, átlagos kimeneti teljesítménye 100 W. Jelenleg is készülnek nagyobb, 1 kW-nál nagyobb átlagos teljesítményű berendezések A nagy kvantumhozam miatt (ld. 6.26. ábra) és a nagy hatásfokú szivattyúzási folyamatok, ezeknek a lézereknek a hatásfoka általában meglehetősen magas (2-4%).
Az excimer lézereket különféle anyagok nagyon precíz maratására használják elektronikus nyomtatott áramköri alkalmazásokban, valamint szövetek elégetésére a biológiában és az orvostudományban (például az írisz radiális keratomiája). Az excimer lézereket a tudományos kutatásban is széles körben használják, és valószínűleg számos olyan alkalmazást találnak, ahol nagy hatékonyságú, nagy teljesítményű UV-sugárzás forrására van szükség (például a fotokémiában).
Excimer lézer - alap színész PRK és LASIK. Nevét két szó kombinációjából kapta: izgatott - izgatott, dimer - kettős. Az ilyen lézerek aktív teste két gáz - inert és halogén - keverékéből áll. Ha nagy feszültséget kapcsolunk gázkeverékre, egy inert gázatom és egy halogénatom kétatomos gázmolekulát alkot. Ez a molekula gerjesztett és nagyon instabil állapotban van. Egy pillanat múlva, ezredmásodperc nagyságrendjében, a molekula szétesik. A molekula bomlása ultraibolya tartományban (általában 193 nm) fényhullám kibocsátásához vezet.
Az ultraibolya sugárzásnak való kitettség elve szerves összetevő, különösen a szaruhártya szövetén, az intermolekuláris kötések szétválásából, és ennek eredményeként a szövet egy részének átviteléből áll. szilárd állapot gázneművé (fotoabláció). Az első lézerek sugárátmérője megegyezett az elpárolgott felület átmérőjével, és jelentős károsító hatást gyakoroltak a szaruhártyára. A nyaláb széles profilja, inhomogenitása a szaruhártya felület görbületének inhomogenitását, a szaruhártya szövet meglehetősen nagy felmelegedését (15-20˚-kal) okozta, ami égési sérülésekhez és szaruhártya opacitásokhoz vezetett.
Mivel a sebész előre tudja, hogy a tárgy (szaruhártya) mekkora része fényenergiával jut el, ki tudja számítani, hogy milyen mélységig hajtják végre az ablációt. És milyen eredményt fog elérni a refraktív műtét során. És végül, a harmadik évezred küszöbén egy új módszer jelent meg ennek a problémának a megoldására - ez az excimer lézeres korrekció, amely megmenti az embereket a rövidlátástól, az asztigmatizmustól és a távollátástól. A lézeres korrekció első alkalommal teljesíti a "rossz" látású személy minden követelményét. Tudományos érvényesség, fájdalommentesség, maximális biztonság, az eredmények stabilitása – ezek a feltétlen tényezők jellemzik. A szemsebészet ezen anomáliák korrekciójával foglalkozó területét refraktív sebészetnek nevezik, és ezek maguk is refraktív anomáliák vagy ametropiák.
A szakemberek kétféle fénytörést különböztetnek meg:
- Emmetropia- normál látás;
- Ametropia- kóros látás, beleértve többféle típust: myopia - myopia; hypermetropia - távollátás, asztigmatizmus - képtorzulás, amikor a szaruhártya görbülete nem megfelelő és a fénysugarak lefutása annak különböző részein nem azonos. Az asztigmatizmus rövidlátó (rövidlátó), túllátó (távollátó) és vegyes. A refraktív beavatkozások lényegének megértéséhez röviden és sematikusan idézzük fel a szem anatómiai - fizikáját. Optikai rendszer A szem két szerkezetből áll: a fényt megtörő részből - a szaruhártya és a lencse, valamint a fényt befogadó rész - a retina, amely bizonyos (fókusz) távolságban helyezkedik el. Ahhoz, hogy a kép éles és tiszta legyen, a retinának a labda optikai erejének fókuszában kell lennie. Ha a retina a fókusz előtt van, ami távollátás esetén, vagy a fókusz mögött van rövidlátás esetén, a tárgyak képe homályos és homályos lesz. Ugyanakkor a születés pillanatától egészen 18-20 éves korig a szem optikája megváltozik a szemgolyó fiziológiás növekedése és olyan tényezők hatására, amelyek gyakran bizonyos fénytörési hibák kialakulásához vezetnek. Ezért a refraktív sebész páciense gyakrabban válik 18-20 éves kort elért személygé.
Az excimer lézeres látáskorrekció az emberi szem fő optikai lencséjének - a szaruhártya - felületének "számítógépes újraprofilálásának" programján alapul. Egyéni korrekciós program szerint a hidegsugár "kisimítja" a szaruhártya, megszüntetve az összes meglévő hibát. Ugyanabban az időben, normál körülmények között az optimális fénytörés és a torzításmentes kép elérése érdekében, mint a jó látású embereknél. Az „újraprofilozás” folyamata nem jár együtt a szaruhártya szöveteinek végzetes hőmérséklet-emelkedésével, és ahogy sokan tévesen hiszik, nem történik „égés”. És ami a legfontosabb, az excimer lézeres technológiák lehetővé teszik a szaruhártya "ideális új profiljának" elérését, amely lehetővé tette szinte minden típusú és fokú törési hiba korrigálását velük. Tudományos értelemben az excimer lézerek nagy pontosságú rendszerek, amelyek biztosítják a szaruhártya rétegeinek szükséges "fotokémiai ablációját" (elpárologtatását). Ha a szövetet a központi zónában távolítják el, akkor a szaruhártya laposabb lesz, ami korrigálja a rövidlátást. Ha elpárologtatja a szaruhártya perifériás részét, akkor a közepe "meredekebb lesz", ami lehetővé teszi a távollátás korrigálását. A szaruhártya különböző meridiánjaiban adagolt eltávolítás lehetővé teszi az asztigmatizmus korrekcióját. A refraktív sebészetben használt modern lézerek megbízható garanciát jelentenek jó minőség"ablált" felület.
