Что такое лазер? принцип работы и применение

Содержание

Часто задаваемые вопросы

Больно ли делать лазерную шлифовку?

Применение современного оборудования с охлаждающими системами и специальных анестетиков позволяет сделать процедуру минимально болезненной.

Чем отличается лазерный пилинг от лазерной шлифовки?

Отличие в интенсивности воздействия. Пилинг воздействует поверхностно, шлифовка – глубоко, захватывает структуру тканей. Пилинг не может убрать шрамы и рубцы, а шлифовке это доступно.

Сколько процедур нужно сделать для достижения эффекта?

Чтобы получить желаемый результат необходимо провести от 1 до 7 процедур. Количество зависит от поставленной задачи, состояния кожи, индивидуальных особенностей пациента и вида лазера.

Показания

Лазератерапия может применяться с лечебной целью:

при наличии острых и хронических воспалительных процессов различной локализации, воспалительных (включая инфекционные) послеоперационных осложнений, травм;
в случае отравлений (экзотоксикозов) и эндотоксикозов в силу самотических заболеваний (при эндотоксикозах в стадиях декомпенсации или неполной компенсации использовать следует в сочетании с методиками экстракорпоральной гемокоррекции);
при тромбоблитерирующих заболеваниях артерий конечностей (при облитерирующем атеросклерозе и эндартериитах);
при острых и хронических тромбофлебитах и флеботромбозах;
может быть показана лазеротерапия в случае хронической ишемической болезни сердца, при цереброваскулярной недостаточности, заболеваниях лимфатических сосудов (при приобретенном лимфостазе);
при иммунодефицитных состояниях, оперативных вмешательствах, травмах, СПИДе;
при аутоиммунных заболеваниях (в том числе при бронхиальной астме, тиреотоксикозе, тиреоидите Хашимото, первичной микседеме, в случае ревматоидного артрита, неспецифического язвенного колита и т. д.), сывороточной болезни, при наличии лекарственной аллергии или других видов аллергических состояний;
при нейродермите, псориазе, дерматозах;
может применяться при остром или хроническом панкреатите (для снижения протеолитической и липолитической активности крови);
от язвенной болезни ЖКТ и гастродуодените;
при сахарном диабете, синдроме склерокистозных яичников;
в случае ожогов, трофических язв, замедленных заживлений ран и консолидации переломов;
от вирусных гепатитов, герпеса, кандидоза, хламидиоза, микоплазмоза.

Лазератерапия может применяться с профилактической целью. Это может быть профилактика:

осложнений после операции (тромбоэмболических, инфекционных и т. д.),
осложнений после получения травм, инфекционных осложнений у больных гемобластозами.
рецидивов язвенной болезни ЖКТ, псориаза, нейродермита, обострений астматического процесса.
лучевых реакций при проведении лучевой терапии, профилактики иммунодепрессивных состояний при терапии онкопатологии при помощи лучевой и цитостатической терапии.

Применение лазератерапии в целях оздоровления заключается в предупреждении сезонных простудных заболеваний, при реабилитации после тяжелых заболеваний, а также перенесенных травм или операций. При гиперлипидемии.

Может применяться как профилактическое средство у работников, чей труд связан с профессиональными тяжелыми условиями, например, рентгеновское или другие виды облучений.

Применение у спортсменов заключается в оптимизации восстановительного периода после тяжелых тренировок и соревнований, а также для повышения выносливости перед соревнованиями.

Флюенс и размер пятна

Флюенс (плотность потока энергии) – это важнейший параметр, от которого зависит эффективность лазерной эпиляции. Этот параметр означает, сколько лазерной энергии передается на единицу поверхности кожи во время процедуры. Чем он больше, тем больше энергии будет доставлено до волосяного фолликула. Флюенс напрямую связан с энергией и мощностью лазерного аппарата, но не является аналогом этих параметров, а зависит от площади размера пятна. При энергии излучения 100 джоулей (Дж) распределение этой энергии на пятне размером 1х1 см даст флюенс 100 Дж/см2. Та же энергия 100 Дж, распределенная на пятне размером 2х2 см, даст флюенс 25 Дж/см2.

При выборе лазерного аппарата следует интересоваться не его энергией, а флюенсом, а также диапазоном, в котором этот флюенс можно менять. Лазер для эпиляции с низким значением максимального флюенса может быть неэффективным в ряде случаев, например для удаления жестких (больших по диаметру) волос.

Размер пятна тоже является важным параметром. Во-первых, при увеличении размера пятна уменьшается доля рассеянного света и за счет этого увеличивается глубина проникновения, а значит, эффективность при эпиляции глубоко залегающих волос. Во-вторых, большой размер пятна позволяет обрабатывать большие площади с высокой скоростью. Например, при размере пятна 2,2х3,5 см эпиляция мужской спины займет около 10 минут, а при размере пятна 1х1 см – более часа. Однако, несмотря на то что малый размер пятна требует использования большего флюенса, отказаться от него полностью нельзя, поскольку он нужен для эпиляции на труднодоступных участках, например над верхней губой.

Влияние размера пятна на глубину проникновения лазерного излучения. В ходе проникновения излучения в кожу оно рассеивается, поэтому при увеличении размера пятна глубина, на которой будет достигнуто эффективное значение флюенса, будет увеличиваться.

Лазерная эпиляция

Принципы селективности в методике будут соблюдаться относительно основного хромофора кожи – меланина. В задачи лазерной методики будет входить принцип подбора параметров и выстраивание схемы воздействия так, чтобы реагировал исключительно меланин волоса, и меланин кожи оставался интактным.

Первым с целью проведения эпиляции начал применяться рубиновый лазер, производящий излучение с длиной волны 694 нм. Данный вид лазерного излучения с целью эпиляции некоторое время не имел альтернатив. Но рубиновый лазер был великолепен для белой кожи и темных волос. Сегодня рубиновый лазер покинул ступеньку лидерства. Использование этой длины волны ограничивает эпиляцию на смуглой, загорелой коже (из-за опасности ожога), и делает абсолютно неэффективной эпиляцию темно-русых, рыжих и более светлых волос.

И вот, спустя годы, на «арену» вышел и стал лидером, так называемым «золотым стандартом», александритовый лазер длиной волны 755 нм, работающий в зоне максимума поглощения меланина. Александритовый лазер всем хорош, но рекомендуется для работы на фототипах кожи по ФитцПатрику I-III — казалось бы, самое востребованное для Европы окно. Но в России специфика населения такова, что на сегодняшний день здесь встречается весь спектр фототипов кожи. Для темных окрасок кожи применяется неодимовый лазер с длиной волны 1064 нм, глубина проникновения самая высокая среди всех лазерных аппаратов для эпиляции до 7 мм. В основе его действия лежит не только фототермический, как у других лазеров, но и фотомеханический принцип, основанный на микровзрывах в зоне волосяного фолликула. В результате этих процессов происходит разрушение структур волоса, что нарушает дальнейший рост.

Последние годы ознаменовались выходом новой аппаратуры для лазерной эпиляции – диодных лазеров длиной волны 810 нм, обещающих широкий спектр воздействия по всем фототипам кожи. Мешает стать лидерами им одно условие: диодные лазеры, чтобы создать достаточную энергию импульса на выходе, в рабочем процессе сильно разогреваются, поэтому должны иметь сильное охлаждение рабочего вещества (стандартно это элементы Пельтье).

Классификация лазеров

Существует несколько видов лазера, отличающихся друг от друга по принципу агрегатного состояния активной среды и по способу ее возбуждения. Перечислим основные.

Твердотельные лазеры

С этих лазеров все начиналось. Активная среда в них была твердой и состояла из кристаллов рубина и небольшого количества ионов хрома. Накачка осуществлялась при помощи импульсной лампы. Самый первый рубиновый лазер собрал американец Т. Майман в 1960 году. Твердотельные лазеры также изготавливают из стекла с примесью неодима Nd, алюмоиттриевого граната Y2Al5O12 с примесью хрома и неодима — все это также вещества для активной среды твердотельного лазера.

Газовые лазеры

В газовых лазерах активная среда формируется из газов с очень низким давлением или из их смесей. Газы заполняют стеклянную трубку, в которую впаяны электроды. Американцы А. Джаван, У. Беннетт и Д. Эрриот стали первыми создателями газового лазера в 1960 году. В качестве накачки такого лазера обычно применяют разряд электричества, производимый генератором высоких частот. Излучение газового лазера отличается своей непрерывностью. Плотность газов невысока, так что требуется довольно длинный стержень активной среды. Интенсивность излучения обеспечивается в этом случае за счет массы активного вещества.

Газодинамические, химические и эксимерные лазеры

По большому счету эти три вида можно классифицировать как газовые лазеры.

Газодинамический лазер по принципу работы схож с реактивным двигателем. В нем по сути происходит сгорание топлива, в которое добавлены частицы газов активной среды. В процессе сгорания молекулы газов приходят в возбуждение, а потом, будучи охлажденными сверхзвуковым течением, испускают мощнейшее когерентное излучение, тем самым отдавая энергию.
В химическом лазере импульс излучения появляется в результате химической реакции. В самом мощном лазере этого типа работает атомарный фтор в реакции с водородом.
Работу эксимерных лазеров обеспечивают особые молекулы, которые всегда находятся в возбужденном состоянии.

Жидкостные лазеры

Первые жидкостные лазеры появились почти тогда же, когда и твердотельные — в 60-х годах XX века. Для создания активной среды в них используются разнообразные растворы органических соединений. Плотность такого вещества выше, чем у газа, хотя и ниже, чем у твердых тел. Поэтому такие лазеры способны генерировать достаточно сильное излучение (до 20 Вт), при том что объем их активного вещества сравнительно невелик. Работать они могут и в импульсном, и в непрерывном режимах. В качестве накачки используются импульсные лампы и другие лазеры.

Полупроводниковые лазеры

В 1962 году появились и первые полупроводниковые лазеры — в результате параллельной работы нескольких ученых из США: Р. Холла, М.И. Нейтена, Т. Квиста и их групп. Теоретически работа этого лазера была обоснована ранее, в 1958 году, русским физиком Н.Г. Басовым.

В полупроводниковом лазере в качестве активной среды используется кристалл-полупроводник, например арсенид галлия GaAs. Поэтому на первый взгляд его можно было бы отнести к твердотельным лазерам. Однако он принципиально отличается тем, что излучательные переходы в нем происходят не между энергетическими уровнями атомов, а между энергетическими зонами или подзонами кристалла.

Накачка такого лазера производится постоянным электрическим током. Грани кристалла-полупроводника тщательно полируются, и из них получается отличный резонатор.

Лазеры в природе

В нашей Вселенной учеными были найдены лазеры с естественным происхождением. Существуют гигантские межзвездные облака, созданные конденсированными газами. В них инверсная заселенность образуется естественным образом. Свет ближних звезд или другие излучения в космосе выполняют роль накачки, а газовые облака сами по себе являются превосходной активной средой протяженностью в несколько сотен миллионов километров. Возникает естественный астрофизический лазер, который не нуждается в резонаторе, — вынужденное электромагнитное излучение образуется в них самопроизвольно, как только проходит волна света.

Лечебные эффекты

Основными лечебными эффектами лазеротерапии являются коррекция клеточного и гуморального иммунитета, повышение защитных свойств организма, происходит улучшение микроциркуляции и реологических свойств крови, а также гемостатического потенциала крови, регулируется кислотно-щелочное состояние крови, повышается антиоксидантная активность организме, нормализуется протеолитическая активность крови, стимулируется гемопоэз.

Лазеротерапия способствует стимуляции внутриклеточных систем репарации ДНК при лучевой болезни, нормализует обменные процессы организма (белковый, липидный, углеводный и энергетический обмен), а также стимулирует регенерацию; обладает противовоспалительным, дезинтоксикационным, антиаллергическим, сосудорасширяющим действием.

Лазерное излучение способно проникать в ткани на различную глубину. Энергия лазерного излучения способствует повышению окислительно-восстановительных процессов, потребления тканями кислорода, стимулирует трофические и регенераторные процессы. При этом происходит улучшение процессов кровоснабжения тканей, повышение клеточного иммунитета.

Лазерное излучение способно оказывать бактериостатический, противовоспалительный, рассасывающий эффекты, усиливать процессы регенерации костной ткани. Лазеротерапия способствует активизации кровоснабжения головного мозга, ускорению регенерации нерва, а также улучшает трофику хрящевой ткани, снижает свертываемость крови, оказывает болеутоляющий, гипотензивный эффекты.

В процессе облучения, в тканях происходят изменения локального кровотока, увеличивается межкапиллярная проницаемость эндотелия сосудов. При лазерном облучении пограничных с очагом воспаления тканей или краев раны происходит стимуляция фибробластов и формируется грануляционная ткань, уменьшается импульсная активность нервных окончаний С-афферентов, что приводит к понижению болевой чувствительности (за счет афферентного блока на периферии), а также возбудимости нервных волокон кожи.

В результате продолжительного воздействия лазерного излучения происходит активация нейроплазматического тока, что в свою очередь приводит к восстановлению возбудимости нервных проводников. Лазеротерапия способствует усилению деятельности органов и систем, ответственных за иммунитет, активизирует клеточный и гуморальный иммунитет.

Также отмечалось сильное бактерицидное, обезболивающее, рассасывающее действие синего света.

Не следует заниматься самолечением при помощи физиопроцедур. Перед использованием лазеротерапии обратитесь к лечащему врачу или иному специалисту здравоохранения!

Длительность импульса и серии подымпульсов

Для того чтобы тепло успело распространиться от нагретого стержня волоса к стволовым клеткам фолликула, требуется некоторое время. Это значит, что для лазерной эпиляции не подходят лазеры с коротким импульсом, вернее, использование таких лазеров позволит выжигать стержень волоса, но может оставить стволовые клетки фолликула неразрушенными. Обычно для лазерной эпиляции используют импульсы длительностью от 10 до 100 и более миллисекунд. Причем для тонких волос подходят короткие импульсы, а для толстых, жестких волос – длительные.

Хорошим свойством лазера для эпиляции является возможность излучать серии подымпульсов с короткими промежутками между ними. Такой способ позволяет постепенно разогревать стержень волоса без риска повреждения эпидермиса: в промежутках между подымпульсами эпидермис успевает остывать, а волос – нет.

Советы по уходу за кожей после процедуры для скорейшего заживления

Мы используем современное оборудование, которое сокращает период реабилитации. Чтобы заживление прошло быстро и с минимальным дискомфортом, нужно охлаждать кожу. С этой целью используют холодные компрессы каждые 2-4 часа.

Для снятия отечности держите голову выше. Спать лучше на высокой подушке. Пейте больше воды, чтобы поддержать баланс жидкости.

Снять ощущение стянутой кожи помогает увлажняющий крем, который лучше хранить в холодильнике. Дополнительная прохлада благоприятно воспринимается кожей. Пользоваться декоративной косметикой можно только после полного заживления.

Чем и как умываться после лазерной шлифовки лица?

Первые три дня лучше воздержаться от умывания водой из-под крана. В первую неделю рекомендуют умываться физраствором, который продается в аптеке, термальной или бутилированной водой. Движения должны быть легкими и аккуратными. Чтобы не повредить кожу, НЕ умывайтесь холодной или горячей водой.

Какие купить фракционные лазеры для косметологического кабинета?

Основные технические параметры, которые отличают фракционные лазеры: мощность, длина волны, процент покрытия. Чаще всего мощность излучения определяют в ваттах или джоулях. Определить, относится ли оборудование к ВИЛИ, можно с помощью класса опасности лазерного оборудования. Это прописано в документах Государственного стандарта Российской Федерации ГОСТ Р МЭК 60825-1-2009 «Безопасность лазерной аппаратуры» и СанПиН 2.1.3.2630-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность». Согласно стандарту о лазерной безопасности аппараты делятся на 7 классов по возрастанию: 1, 1М, 2, 2М, 3R, 3B и 4. Информацию о безопасности лазера производители, как правило, пишут на корпусе аппарата. Известно, что все СО2-лазеры относятся к классу 4, а любой лазер, способный прожигать ткани, имеет класс не ниже 3В.

Вторая важная характеристика фракционных лазеров – длина волны. Максимальная длина волны у фракционных лазеров составляет: 10 600 нм (СО2-лазеры), 1550 нм, 2940 нм (эрбиевые лазеры), 1064 нм (неодимовые). Диодные лазеры можно сконструировать с любой длиной волны. Но для каждой из процедур существуют свои оптимальные показатели.

Длина волны – физическое расстояние между пиками последовательных волн в лазерном луче. Длина волны измеряется в нанометрах (10-9 метра, нм) или микрометрах (10-6 метра, или 10-3 миллиметра, мкм). Один нанометр равен 0,001 микрометра.

Третьей характеристикой является процент покрытия, то есть сумма площадей всех микрозон фототермолиза или абляции, отнесенная к площади, на которой они сформированы. Этот важнейший параметр определяет не только эффективность, но и безопасность процедуры. Процент покрытия во многом зависит от типа излучения и рабочих насадок.

В базовую комплектацию фракционных лазеров входят: системный блок с определенным типом лазера и инсталлированными модулями, зеркальный манипулятор (стоит отметить, что во многих неаблятивных фракционных лазерах вместо зеркального манипулятора используется гибкое оптоволокно, его плюсом считается то, что оно гораздо легче и тоньше, но есть риск частых поломок, а его замена может стоить дорого; шарнирный манипулятор более долговечен в использовании, однако менее удобен из-за необходимости юстировки и калибровки), насадка с регулируемым фокусным расстоянием и встроенной системой эвакуации продуктов абляции, защитные очки, руководство пользователя (на русском языке) и руководство по эксплуатации (на русском языке).

Лазерное омоложение

Это понятие включает в себя большой разброс по применяемым технологиям и ответной реакции кожи.

Лазерное воздействие низкоинтенсивными лазерами (атермическими, холодными, софт, — как их еще называют в косметологии), с целью лазерофореза и лазерной биостимуляции (как часто называют эту процедуру – «лазерная биоревитализация», не устану повторять, что это безграмотно и не отражает суть происходящих процессов). Аппараты в этих технологиях используются в основном полупроводниковые (диодные), набор длин волн от 630 до 915 нм, мощность предельная не более 100мВТ. Эффекты от воздействия: стимуляция процессов репарации тканей, улучшение внешнего вида, коррекция незначительных эстетических дефектов.

Низкоинтесивное лазерное воздействие должно применяться курсами, оно относится к разделу физиотерапевтических аппаратных технологий ухода за кожей лица и тела.

Лазерное воздействие высокоэнергетическими лазерами можно разделить на несколько процедур с различной геометрией проникновения излучения. К этим процедурам будут относиться методики, воздействующие на изменение структурной решетки ткани. Их, в свою очередь можно разделить на аблятивные (с повреждением эпидермального слоя) и неаблятивные (без повреждения эпидермального слоя).

Названия процедур в этой категории различны: лазерная шлифовка, лазерная абляция, фракционный фототермолиз, аблятивный фототермолиз, наноперфорация, дермальный лазерный лифтинг и т.д. и т.п..

Нужно понимать: различные клинические эффекты на тканях будут напрямую зависеть от параметров излучения. Лазерные аппараты, выполняющие методики в этом разделе, в основной своей массе твердотельные и газовые, длины волн от 755 нм (александритового лазера), 1064, 1320,1440 нм (неодимового лазера), 1540, 2940 нм (эрбиевый лазер), углекислотный лазер СО2 с длиной волны 10600 нм.

Применяемая длина волны с определенными параметрами воздействия и будет определять следующие эффекты на биоткани:

Фототермический (нагревание, испарение (абляция), коагуляция тканей).
Фотохимический (образование плазмы, разрушение ткани).
Фотоакустический (распространяется ударная волна, переходящая по мере удаления от фокуса в обычную акустическую волну, вызывая электронно-деформационный эффект).

Эффекты от применения высокоэнергетических лазеров следует ожидать следующие: коррекцию сеточки морщин, уплотнение дермы с улучшением эстетического вида, коррекцию легкого птоза тканей, улучшение фактуры кожных покровов.

Высокоэнергетические лазерные процедуры, в зависимости от конфигурации проникновения излучения в ткани, могут применяться как единичное воздействие (в случае лазерной шлифовки), так и небольшими курсами по 4 -5 сеансов (в случае лазерной наноперфорации). Эти методики находятся на границе малоинвазивных манипуляций и пластической хирургии.

Как часто делать?

Лазерная эпиляция не дает 100% эффективности за 1 сеанс. Объясняется это действием лазера только на активно растущие фолликулы. Спящие волосяные луковицы остаются нетронутыми. Цикличность роста волос обуславливает их попеременное нахождение в фазе покоя или роста.

Для каждого пациента сроки между процедурами могут отличаться, так обладатели густых жестких волос вынуждены чаще прибегать к услуге, а тонкие волосы отрастают гораздо медленнее.

В среднем рекомендуются следующие временные этапы:

Процедура	Промежуток времени между процедурами (недель)
1-2	6-8
2-3	8-10
3-4	10-12
4-5	12-14
5-6	14-16
6-7	16-18
7-8	18-20

Количество процедур так же зависит от зоны эпиляции. Волосы на лице гораздо нежнее волос паховой области, и поддаются удалению быстрее. Немаловажную роль играет уровень андрогена (мужского гормона). При его высокой концентрации может понадобиться регулярное повторение процедуры 1-2 раза в год.

Среднее количество процедур для разных зон:

Участок	Кол-во сеансов
Лицо	4
Подмышки	6
Руки	6
Спина	6/8 (женщины/мужчины)
Живот	6
Зона бикини	8
Бедра	6
Ноги	До 10

Большая часть волосяных фолликулов человека закладывается в дерме (глубоком слое кожи), где пигмент стержня и кровеносные сосуды становятся мишенями для световых пучков. Небольшой процент волос (не у всех людей) закладывается в гиподерме – подкожном жировом слое. Лазер не достигает такой глубины, поэтому на коже продолжают появляться единичные волоски, которые не поддаются воздействию.

Принцип действия (работы) лазера:

Физической основой работы лазера служит явление вынужденного (индуцированного) излучения.

Если кратко, то суть данного явления состоит в том, что возбуждённый атом (или другая квантовая система) способен излучить фотон под действием другого фотона без его поглощения, если энергия последнего равняется разности энергий уровней атома до и после излучения. При этом излучённый фотон когерентен фотону, вызвавшему излучение (является его «точной копией»). Таким образом, происходит усиление света. Этим явление вынужденного (индуцированного) излучения отличается от спонтанного излучения, в котором излучаемые фотоны имеют случайные направления распространения, поляризацию и фазу.

Теперь объясним данное явление более подробно.

Следует иметь в виду, что атом в возбужденном состоянии неустойчив. Рано или поздно (в среднем за 10–8 секунды), в какой-то момент времени он самостоятельно вернется в основное состояние, излучив электромагнитную волну – фотон.

Излучение энергии атомом возможно:

– самостоятельно, если он возбужден;

– под воздействием излучения извне.

При этом потоки света, образующиеся в обоих случаях, схожи между собой, а значит, длина волны, вызвавшая возбуждение атома, равна самой вызванной (индуцированной) волне. И чем больше будет воздействие на атом, тем больше электронов перейдут на высший энергетический уровень и тем выше окажется индуцированное излучение.

Существуют сосредоточения атомов, чье большое количество электронов находится на высоком энергетическом уровне. Оно (сосредоточение атомов) представляет собой инверсную систему. Ее уникальностью является тот факт, что излучение в данной системе гораздо сильнее поглощения, и именно эта особенность предоставила ученым возможность создать лазер посредством искусственного образования подобных систем.

Вне инверсной системы случайные кванты также способны как провоцировать излучение атомов находящихся в возбужденном состоянии, так и поглощаться ими, если те «спокойны».

Однако для получения нужного индуцированного и когерентного потока света необходимо, чтобы число возбужденных частиц имело превосходящее количество (существовала инверсионная заселенность), что в состоянии, когда все макроскопические величины постоянны (т.е. когда все атомы находятся в состоянии покоя), исключено. Получить нужное возбужденное состояние атомов и соответственно создать вынужденное (индуцированное) когерентное излучение позволяют системы накачки активной среды лазера.

Накачка воздействует на активную среду лазера, коими могут выступать различные вещества, дающие ему итоговое название:

– твердые – некоторые драгоценные камни (рубин, гранат), стекла, включающие неодим;

– жидкие – растворы солей неодимов, анилиновых красителей;

– газообразные – гелий и неон, углекислый газ, аргон, а также водяной пар низкого давления;

– плазма;

– полупроводниковые материалы.

Активная среда при этом помещается между параллельными друг другу зеркальными стеклами резонатора.

Промышленное и коммерческое

Лазеры, используемые для визуальных эффектов во время музыкального представления. ( Световое лазерное шоу .)

Выравнивание пола из керамической плитки с помощью лазерного устройства

Промышленные лазерные приложения можно разделить на две категории в зависимости от мощности лазера: обработка материалов и обработка микроматериалов.

При обработке материалов лазеры со средней оптической мощностью более 1 киловатта используются в основном для промышленных приложений обработки материалов. За пределами этого порога мощности существуют тепловые проблемы, связанные с оптикой, которые отделяют эти лазеры от их аналогов с меньшей мощностью. Лазерные системы в диапазоне 50-300 Вт используются в основном для накачки , сварки пластмасс и пайки . Лазеры мощностью более 300 Вт используются при пайке , сварке тонких металлов и резке листового металла . Требуемая яркость (измеряемая произведением параметров луча) выше для резки, чем для пайки и сварки тонких металлов. Приложения с высокой мощностью, такие как закалка , наплавка и сварка с глубоким проникновением, требуют оптической мощности в несколько кВт и используются в широком спектре промышленных процессов.

Обработка микроматериалов — это категория, которая включает все приложения для лазерной обработки материалов мощностью менее 1 кВт. Использование лазеров в обработке микроматериалов нашло широкое применение при разработке и производстве экранов для смартфонов, планшетных компьютеров и светодиодных телевизоров.

Подробный список промышленных и коммерческих лазерных приложений включает:

Лазерная резка
Лазерная сварка
Лазерное сверление
Лазерная маркировка
Лазерная чистка
Лазерная наплавка — процесс инженерии поверхности, применяемый к механическим компонентам для восстановления, ремонта или наплавки.
Фотолитография
Оптическая связь по оптоволокну или в свободном пространстве
Лазерная обработка
Системы наведения (например, кольцевые лазерные гироскопы )
Лазерный дальномер / топографический ,
Лидар / мониторинг загрязнения,
Цифровые минилаборатории
Считыватели штрих-кода
Лазерная гравировка печатной формы
Лазерное приклеивание аддитивных маркировочных материалов для декорирования и идентификации,
Лазерные указки
Лазерные мыши
Лазерные акселерометры
Производство OLED-дисплеев
Голография
Пузырьки
Оптический пинцет
Написание субтитров к кинофильмам .
Энергетическое излучение , которое является возможным решением для передачи энергии альпинисту космического лифта.
Лазерные 3D-сканеры для точных 3D-измерений
Линейные лазерные нивелиры используются при геодезии и строительстве. Лазеры также используются для наведения самолетов .
Широко используется как в бытовом, так и в промышленном оборудовании для обработки изображений.
В лазерных принтерах : газовые и диодные лазеры играют ключевую роль в производстве печатных форм с высоким разрешением и в оборудовании для сканирования изображений.
Диодные лазеры используются в промышленности в качестве выключателей света, с лазерным лучом и приемником, которые будут включаться или выключаться, когда луч прерывается, а также потому, что лазер может сохранять интенсивность света на больших расстояниях, чем обычный свет, и является более точным. чем обычный свет, его можно использовать для обнаружения продукции в автоматизированном производстве.
Лазерная центровка
Производство добавок
Пластиковая сварка
Метрология — портативные и роботизированные лазерные системы для аэрокосмической , автомобильной и железнодорожной промышленности
Для хранения и извлечения данных на оптических дисках , например компакт-дисках и DVD-дисках.
Блю рей

Развлечения и отдых

Лазерное освещение сопровождает многие музыкальные концерты.
Лазертаг
Лазерная арфа : музыкальный инструмент, в котором струны заменены лазерными лучами.
Как источник света для

Методика применения

Чаще всего используется излучение красного и инфракрасного диапазонов, генерирующееся в непрерывном или импульсном режиме. Частота равна от 10 до 5000 Гц. Выходная мощность лазерного излучения может достигать 60 мВт.

В клинической практике проводят лазерное воздействие на очаг поражения и расположенные рядом ткани, рефлексогенно-сегментарные зоны (при помощи расфокусированного луча), а также на места проекции на кожу пораженного органа, двигательных нервов, задних корешков и биологически активных точек (так называемый метод лазеропунктуры).

При лазеропунктуре излучатель устанавливается непосредственно на кожу или слизистые оболочки. Также выделяют лабильную и стабильную методики лазеротерапии. При стабильной методике терапия осуществляется без перемещения излучателя, находящегося в фиксированном (чаще всего контактно) положении на протяжении всего сеанса.

В случае лабильной методики излучатель перемещают по полям, на которые делят облучаемую зону. В течение одной процедуры происходит облучение одновременно 3-5 полей, а их совокупная площадь не должна превышать 350 квадратных сантиметро. Также возможно перемещать излучатель по спирали к центру с небольшой скоростью, захватывая здоровые участки кожи на 3-5 см по периметру патологического очага.

Принцип работы

Чтобы понять, откуда появляются фотоны, рассмотрим процесс рекомбинации (исчезновения пары свободных носителей – электрона и дырки). При подаче прямого напряжения к p-n переходу диода возникает инжекция, т.е. резкое увеличение концентрации неравновесных носителей. В процессе инжекции, движущиеся навстречу друг другу, электроны и дырки рекомбинируют, выделяя энергию в виде частицы – фотона и квазичастицы – фонона. Так происходит спонтанное излучение, наблюдаемое в светодиодах.

https://youtube.com/watch?v=8Rr3o659JdU

В случае с лазерным диодом вместо спонтанного необходимо запустить механизм вынужденного излучения фотонов с одинаковыми параметрами. Для этого из кристалла формируют оптический резонатор, проходя через который, фотон с заданной частотой вынуждает рекомбинировать электронные носители, что способствует появлению новых фотонов той же поляризации и фазы. Их называют когерентными.

При этом лазерная генерация возможна только в случае наличия чрезмерно большого количества электронных носителей на верхнем энергетическом уровне, высвобожденных в результате инжекции. Для этого используют ток накачки такой силы, чтобы вызвать инверсию электронных населённостей. Под этим явлением подразумевают состояние, в котором верхний уровень намного больше заселён электронами, чем нижний. В результате стимулируется излучение когерентных фотонов.

Далее такие фотоны многократно отражаются от граней оптического резонатора, провоцируя запуск положительной обратной связи. Это явление носит лавинообразный характер, в результате которого рождается лазерный луч. Таким образом, создание любого оптического генератора, в том числе лазерного диода, требует выполнения двух условий:

наличие когерентных фотонов;
организация положительной оптической обратной связи (ПООС).

Чтобы сформированный луч не рассеивался вследствие дифракции, прибор компонуют собирающей линзой. Тип устанавливаемой линзы зависит от вида лазера.

Как проходит сеанс

Каждый сеанс длиться от 10 до 15 минут. Специальной подготовки к процедуре не требуется. Лечение межпозвоночных грыж лазером окажется эффективным при проведении от 10 до 15 сеансов. Чтобы уменьшить боль, достаточно 1-4 процедур.

Перед тем, как оказывать воздействие, врач и пациент надевают защитные очки. Далее, врач оказывает воздействие лазером на проблемные участки. Процесс не сопровождается болью. Человек может испытывать тепло. Визуально может быть заметна небольшая гиперемия, что связано с приливом крови, расширением кровеносных сосудов. Покраснение проходит быстро, после прекращения воздействия лазера.

Лечение плечевого сустава лазером высокой интенсивности в клинике VERTEBRA