Femtoseksond lazer: ta'rifi, turlari, qo'llanilish xususiyatlari va baholash

Keling, femtosekondli lazer nima haqida gapiraylik. Uning faoliyatining asosiy tamoyillari nima va u qanday qilib ko'rishni tuzatishga yordam beradi?

Bohr nazariyasi

XIX asrning boshlarida ilm-fan atomning tarkibiga kiradigan darajaga etganida, yangi yo'nalish - kvant fizikasi paydo bo'ldi. Birinchi vazifa kichik elektronlarning atom yadrosiga qanday qilib va nima uchun tushmasligini aniqlash edi. Maksvellning tenglamalariga asoslangan avvalgi nazariya, har qanday harakatlanuvchi zaryad bir maydonni chiqarib yuborishi, shuning uchun momentumni yo'qotadi. Shunday qilib, yadro atrofida aylanadigan elektron doimiy ravishda chiqarilib, oxir-oqibat yadroga tushishi kerak. Bohr atomlarda elektronlar markazga ma'lum masofalarda bo'lishi mumkinligini va bir bosqichdan ikkinchisiga o'tish energiyaning emissiyasi yoki emishi bilan birga keladi degan fikrni bildirdi. Ushbu nazariya keyinchalik kvant fizikasi doirasida tushuntirildi. Statsionar elektron darajalarining mavjudligi lazer (femtsosaniyani o'z ichiga olgan) kabi ixtiroga yo'l ochdi.

Lazerning nazariy asoslari

Olimlar atom tuzilishini tushunib olgach, elektronning holatini qanday nazorat qilishni o'rganishdi. Oddiy sharoitlarda, atomning yuqori darajasida bo'lgan elektronlar, erkin bo'lsa, quyi darajalarni to'ldirishga intiladi. O'tish davrida energiya kvant nurida yoki foton shaklida chiqariladi. Ammo har qanday ikki daraja orasidagi o'tish turli xil kvant nurlarini hosil qiladi. Agar ko'plab elektronlar bir vaqtning o'zida bir darajadan pastroq darajaga o'tadigan bo'lsa, ko'p fotonlar bir xil bo'ladi. Ushbu oqimning ilovalari cheksizdir. Masalan, femtosekond lazer kataraktlarni olib tashlaydi. Yttrium bilan to'ldirilgan yaqutmada, teskari populyatsiya deb ataladigan darajaga erishildi: elektronlar yuqori darajada yig'ilishga tayyor bo'lgach, keyin esa ularning barchasi pastga tushadi. Lazerning asosiy komponentlari quyidagilardan iborat:

• Mehnat muhiti (teskari populyatsiyaga ega darajadagi modda);
• Pompalama (elektronlarni teskari darajadagi "biriktiruvchi" manba);
• Ikkita parallel nometall shaklidagi rezonator (ular faqat bir yo'nalishda hosil bo'lgan fotonlarni to'playdi va qolganlari tarqalgan).

Chiqib olingan pulsning uzluksiz yoki diskret bo'lishi mumkin. Femtosekond lazer, masalan, ikkinchi turdagi.

Mikro, nano, femto

Ushbu konsollarning hammasi butunning bir qismini anglatadi. Milliy bir narsaning mingdan biri, masalan, metr. Ya'ni, millimetr ^10-3 metrni tashkil qiladi. Femto prefiksi ma'lum bir birlikdan 10 dan ¹⁵ baravar kam tortish yoki cho'zish kerakligini anglatadi. Shunga mos ravishda, femtosekond lazer juda qisqa yurak urishishiga ega. Va har bir soniyada ^10-15 dona impuls mavjud. Nimaga bunday hayratlanarli darajada kichik miqdorga muhtojmiz? Aslida, lazerning kuchi teskari darajadagi elektronlar qancha vaqt to'planishiga bog'liq. Uzluksiz ishlab chiqarish bilan lazerlarning kuchi yuqori bo'lmaydi. Ammo har bir impuls qanchalik qisqa bo'lsa, hosil yuqori bo'ladi. Ko'pgina jarayonlar juda uzoq davom etadi va oxirgi maqsad uchun bunday qisqa impuls sezilmaydi. Qabul qilish tizimi doimiy lazer kabi ko'rinadi. Bunday holatda, chiqadigan nurning mustahkamligi va chiqish quvvati ancha yuqori.

Katarakt

Katarakt - linzalarning buluti. Bunday vizual nuqsonni rivojlantiruvchi shaxs bu haqda hatto bilmasligi ham mumkin: kataraktning rivojlanishi bilan o'quvchining chetida tuyulish buzilmaydi. Ammo loyqalik linzalarning markazida bo'lsa, unda ko'zning yo'qolishi mumkin emas. Ko'zdagi bu o'zgarishning asosiy sabablari to'rtta bo'ladi:

• Katta dozalarda zararli radiatsiya;
• Boshga yoki to'g'ridan-to'g'ri ko'zlarga jarohatlar;
• qandli diabet;
• Kuchli stress.

Jismoniy sabab bir xil - ko'zning linzasida joylashgan oqsil tanazzulga yuz tutib, parchalana boshlaydi. Ushbu jarayon protein denatürasyon deyiladi. Ob'ektiv holida halokat qaytarilmas. Ilgari, oq ko'zli keksalar butunlay qarindoshlariga bog'liq edi, chunki ular aslida ko'r bo'lgan. Ammo hozir bu kasallik muvaffaqiyatli davolanmoqda.

Kataraktni jarrohlik bilan davolash

An'anaga ko'ra, davolanish inson organizmiga uning buzilishini buzmagan bunday aralashuvni anglatadi: og'iz tomoqlari tabletkalar va issiq choy bilan davolanadi , barmoq bilan - malham va sarg'ish bilan kesiladi .

Ammo bu holda radikal davolash - bu operatsiya. Odatda, bu so'z jarohatlarni, uzoq vaqt shifo beruvchi tikuvlarni, og'riqni va normal turmush tarzini yo'qotishni anglatadi. Katarakt jarrohligida siz qo'rqishingizga hojat yo'q, chunki kesma odatda juda kichik, 2-3 mm, qon tomirlari kesilmaydi, lokal behushlik.

Amaliyot bosqichlari:

1. Ko'zoynak maxsus tomchilar yordamida behushlikda.
2. Ko'zning irisi kesiladi (uzunligi 3 mm dan oshmasligi kerak).
3. Ob'ektivga maxsus qurilma qo'shilgan.
4. Qurilma eski linzalarni emulsiyaga aylantiradi.
5. Emulsiya so'riladi.
6. Yangi sun'iy yumshoq linzalarni taqdim etdi.
7. Qurilma ko'zdan chetlatiladi.

Jarayon 15 daqiqadan ko'proq davom etadi, shundan keyin u uyga qaytishi mumkin.

Qadimgi linzalarni femtsosoniyali lazer ishlatilgan emulsiyaga aylantirish bosqichida. Oftalmologiya lazerlardan foydalanishning yana bir namunasini biladi - yaqin masofa va astigmatizmni tuzatish. Lekin bu butunlay boshqa bir hikoya.

Kataraktlarni davolashda lazerlarning afzalliklari

Keling, bir muhim kamchilikni ko'rib chiqaylik - bu usul juda qimmat. Biroq, barcha boshqa parametrlar uchun oldingi usullardan yaxshiroqdir. Ko'riblarga qaraganda, atrofdagi to'qimalar kamroq zarar ko'rgan, emulsiyaning aylanishi tezroq bo'lib, operatsiya davomida femtosekond lazer ishlatilgan bo'lsa, hosil bo'ladigan zarrachalarning hajmi ancha kichik. Ushbu operatsiyaga munosabat bemor va shifokorlardan juda ijobiydir.

Yuqorida aytib o'tganimizdek, lazer yordamida miyopi ham tuzatiladi. Shu bilan birga, so'nggi paytgacha bu operatsiya va kataraktni davolash uchun turli xil uskunalar ishlatilgan. Bemor eng asosiysi - operatsiya sifati, ammo bunday xizmatlarni ta'minlaydigan shifoxona qurilmalarga bu qadar pul sarflamaydi. Bunday holatda, femtoseksond lazer sizga yordam beradi: uning yordami bilan siz uch xil operatsiya qilishingiz mumkin. Bunday holda siz faqat sozlamalarni o'zgartirishingiz kerak.