Femtosecond лазер: описание, типове, характеристики на приложението и рецензии

Да говорим днес за това какво е един фемтосекунден лазер. Какви са основните принципи на неговата работа и как той помага да се коригира визията?

Теорията на Бор

Когато в началото на деветнадесети век науката достигна ниво, което може да разгледа структурата на атома, възникна нова посока - квантова физика. Първата задача беше да се определи как и защо малките електрони не попадат в тежкото ядро ​​на атома. Предишната теория, основана на уравненията на Максуел, твърди, че всеки движещ се заряд излъчва поле, следователно губи своя импулс. По този начин един електрон, който се движи в орбита около ядрото, трябва непрекъснато да излъчва и в крайна сметка да пада върху ядрото. Бор изразява идеята, че в един атом, електроните могат да бъдат само на определени разстояния до центъра, а преходът от едно ниво към друго е придружен или от излъчването или усвояването на енергия. Тази теория е обяснена впоследствие в рамките на квантовата физика. Наличието на стационарни електронни нива е отворило пътя за такова изобретение като лазер (включително и фетсекунда).

Теоретични основи на лазера

Веднъж учените разбират структурата на атома, те искат да се научат как да контролират състоянието на електрона. При нормални условия електрона, която по някаква причина е на високо ниво на атома, има тенденция да запълва ниските нива, ако те са свободни. По време на прехода енергията се излъчва под формата на квантова светлина или фотон. Но преходът между две нива генерира различни кванти на светлината. Но ако много електрони преминават едновременно от по-високо ниво на по-ниско ниво, тогава ще се появи поток от много еднакви фотони. Приложенията на този поток са безкрайни. Например, се премахва femtosecond лазерната катаракта. При рубия, дозиран с итрий, е установено ниво с така наречената обратна популация: когато електроните се събират по-лесно на високо ниво и след това всички заедно отиват на по-ниско. Основните компоненти на лазера са следните:

• Работната среда (вещество, в което има ниво с обратно население);
• изпомпване (източник, който "индуцира" електроните да се натрупват на обратното ниво);
• резонатор под формата на две успоредни огледала (те концентрират само онези фотони, които се генерират в една посока и всички останали са разпръснати).

Полученият импулс на изхода може да бъде непрекъснат или дискретен. Например, един фемтосекунден лазер е от втори тип.

Микро, нано, фемо

Всички тези конзоли означават част от цялото. Мили е една хилядна от нещо, например един метър. Това означава, че един милиметър е 10^-3 м. Префиксът на Femto означава, че нещо претегля или се простира на 10^-15 пъти по-малко от определена единица. Съответно, един femtosecond лазер има много кратък импулс. И във всяка секунда има 10¹⁵ парчета импулси. Защо се нуждаем от такава невъобразимо малка сума? Факт е, че лазерната мощност зависи от това колко време електроните се натрупват на обратното ниво. При продължително генериране силата на лазерите не може да бъде висока. Но колкото по-кратък е импулсът, толкова по-висок е добивът. Много процеси се появяват много по-дълго и за крайна цел такъв кратък импулс не се забелязва. Приемащата система изглежда непрекъснат лазер. В този случай съгласуваността и силата на изходящия лъч са много по-високи.

катаракт

Катаракта е замъгляване на лещата. Лице, което развива такъв зрителен дефект, може и да не знае за него: когато се развива катаракта на ръба на зеницата, визията не е нарушена. Но ако мътността се случи в центъра на лещата, тогава не можете да забележите, че загубата на зрение е невъзможна. Основните причини за тази промяна в окото са четири:

• вредни лъчения в големи дози;
• травма на главата или директно на очите;
• захарен диабет;
• силен стрес.

Физическата причина е същата - протеинът, който се съдържа в лещите на очите, започва да се разгражда, да се разпадне. Този процес се нарича протеиново денатуриране. В случая на лещата унищожението е необратимо. По-рано старите хора с бели очи напълно зависели от близките си, тъй като всъщност били слепи. Но сега тази болест се лекува успешно.

Катаракта лечение с хирургия

Традиционно, лечението означава намеса в човешкото тяло, която не нарушава неговата цялост: възпаленото гърло се лекува с хапчета и горещ чай, нарязан пръст - мехлеми и превръзка.

Но в този случай, радикалното лечение е операция. Обикновено тази дума означава рани, шевове, които лекуват дълго време, болка и загуба на нормален начин на живот. В случай на операция на катаракта, не е нужно да се страхувате, защото разрезът обикновено е много малък, 2-3 mm, не се отрязват кръвоносни съдове, локална анестезия.

Етапи на операцията:

1. Очната ябълка се анестезира с помощта на специални капки.
2. Ирисът на окото се нарязва (не повече от 3 mm дължина).
3. В обектива е поставено специално устройство.
4. Устройството превръща старата леща в емулсия.
5. Емулсията се изсмуква.
6. Въведе нов изкуствен мек обектив.
7. Устройството се отстранява от окото.

Процедурата продължава не повече от 15 минути, след което човек вече може да се прибере вкъщи.

На етап трансформация на старата леща в емулсия е използван фемтосекунден лазер. Офталмологията познава още един пример за използването на лазери - корекция на миопията и астигматизма. Но това е съвсем различна история.

Предимства на лазерите при лечението на катаракта

Веднага нека да посочим един значителен недостатък - този метод е доста скъп. Въпреки това, за всички останали параметри е по-добре от предишните методи. Според прегледа, обкръжаващата тъкан е по-малко повредена, трансформацията в емулсия, размерът на получените частици е по-бърз, ако се използва фемтосекунден лазер в операцията. Обратната връзка за тази операция е изключително положителна както от пациенти, така и от лекари.

Вече споменахме, че с помощта на лазери, миопията също се коригира. Доскоро за тази операция и за лечение на катаракта бяха използвани различни съоръжения. Основното за пациента е качеството на операцията, но клиниката, която предоставя такива услуги, би искала да похарчи по-малко за устройствата. В този случай Victus ще използва femtosecond лазер: той може да се използва за три различни операции. В този случай просто трябва да промените настройките.