Femtosekundni laser: opis, vrste, značajke primjene i recenzije

Razgovarajmo danas o tome što je femtosekundni laser. Koja su glavna načela njegova djela i kako on pomaže ispraviti viziju?

Teorija Bohra

Kada je početkom devetnaestog stoljeća znanost dostigla razinu koja bi mogla izgledati u strukturi atoma, nastao je novi smjer - kvantna fizika. Prvi zadatak bio je utvrditi kako i zašto mali elektroni ne padaju na tešku jezgru atoma. Prethodna teorija, koja se temelji na Maxwellovim jednadžbama, tvrdila je da bilo koji pokretni naboj emitira polje, stoga gubi svoj zamah. Dakle, elektron koji se kreće u orbiti oko jezgre mora kontinuirano ispuštati i na kraju pasti na jezgru. Bohr je izrazio ideju da se u atomu elektroni mogu nalaziti samo na određenim udaljenostima od središta, a prijelaz s jedne razine na drugu prati ili emisija ili apsorpcija energije. Ta je teorija kasnije objašnjena u okviru kvantne fizike. Prisutnost stacionarnih elektronskih razina otvorila je put za takav izum kao laserski (uključujući femtosekundu).

Teoretske osnove lasera

Jednom kada su znanstvenici razumjeli strukturu atoma, htjeli su naučiti kako kontrolirati stanje elektrona. U normalnim uvjetima, elektron, koji je iz nekog razloga na visokoj razini atoma, ima tendenciju popuniti niže razine, ako su slobodni. Tijekom tranzicije, energija se emitira u obliku kvantnog svjetla ili fotona. Ali prijelaz između bilo koje dvije razine stvara različite kvage svjetla. Ali ako mnogi elektroni prolaze istovremeno s više razine na nižu razinu, pojavit će se tok mnogih identičnih fotona. Primjene ovog protoka su beskrajne. Na primjer, uklanja se femtosekundna laserska katarakta. U rubinu dopiranom itrijom nađena je nova tzv. Inverzna populacija: kada se elektroni lakše skupljaju na visokoj razini, a zatim svi zajedno idu na nižu. Glavne komponente lasera su kako slijedi:

• Radni medij (tvar u kojoj postoji razina s inverznom populacijom);
• pumpanje (izvor koji "inducira" elektrone da se akumuliraju na inverznoj razini);
• rezonator u obliku dva paralelna ogledala (oni koncentriraju samo one fotone koji se generiraju u jednom smjeru, a svi ostali su raspršeni).

Rezultat puls na izlazu može biti kontinuiran ili diskretan. Na primjer, femtosekundni laser je drugog tipa.

Mikro, nano, femto

Sve ove konzole označavaju dio cjeline. Milli je tisućiti nešto, na primjer, metar. To jest, milimetar je 10^-3 m. Femto predbroj znači da se nešto teže ili rasteže u 10^-15 puta manje od određene jedinice. Prema tome, femtosekundni laser ima vrlo kratki puls. I u svakoj sekundi ima 10¹⁵ komadići impulsa. Zašto nam je potrebna tako nezamislivo mala količina? Činjenica je da laserska snaga ovisi o tome koliko se vremena akumuliraju elektroni na inverznoj razini. S kontinuiranom generacijom moć lasera ne može biti visoka. Ali što je kraći svaki impuls, to je veći prinos. Mnogi se procesi događaju mnogo dulje, a za konačni cilj takav kratki puls nije primjetan. Čini se da je sustav prima kontinuirani laser. U tom slučaju koherentnost i snaga izlaznog snopa su znatno veća.

katarakt

Katarakta je zamagljivanje leće. Osoba koja razvije takav vizualni nedostatak možda čak i ne zna za to: kada se na rubu učenika razvijaju katarakte, vid nije uznemirena. Ali ako se zamućenje nalazi u središtu leće, onda ne možete primijetiti gubitak vida je nemoguće. Glavni razlozi ove promjene u oku su četiri:

• štetno zračenje u velikim dozama;
• trauma u glavu ili izravno u oči;
• dijabetes melitus;
• jakog stresa.

Fizički razlog je isti - protein koji se nalazi u lećama oka, počinje se razgraditi, razbiti. Taj se proces naziva denaturacija proteina. U slučaju leće, uništavanje je nepovratno. Ranije, stari ljudi s bijelim očima potpuno su ovisili o rodbini, budući da su bili slijepi. Međutim, sada se ova bolest uspješno liječi.

Liječenje katarakta kirurškim zahvatom

Tradicionalno, liječenje znači intervenciju u ljudskom tijelu koje ne krši njezin integritet: grlobolja se tretira pilulama i vrućim čajem, sjeckani prst - masti i zavoj.

Ali u ovom slučaju, radikalni tretman je operacija. Obično ova riječ znači rane, uboda koja dugo izliječe, bol i gubitak normalnog načina života. U slučaju kirurgije katarakte, ne morate se bojati, jer je rez obično vrlo mali, 2-3 mm, nema krvnih žila, lokalna anestezija.

Faze operacije:

1. Eyeball je anesteziran uz pomoć posebnih kapi.
2. Iris oka je rezano (duljine ne dulje od 3 mm).
3. Posebni uređaj umetnut je u objektiv.
4. Uređaj pretvara staru leću u emulziju.
5. Emulzija se isisava.
6. Uvedena je nova umjetna mekana leća.
7. Uređaj je uklonjen iz oka.

Postupak traje ne više od 15 minuta, nakon čega se osoba već može vratiti kući.

U fazi transformacije stare leće u emulziju koristi se femtosekundni laser. Oftalmologija poznaje još jedan primjer uporabe lasera - ispravak miopije i astigmatizma. Ali ovo je potpuno drugačija priča.

Prednosti lasera u liječenju katarakta

Odmah imajte na umu jedan značajan nedostatak - ova metoda je vrlo skupo. Međutim, za sve ostale parametre bolje je od prethodnih metoda. Prema pregledima, okolno tkivo je manje oštećeno, transformacija u emulziju, veličina rezultirajućih čestica je brža, ako se koristi femtosekundni laser u operaciji. Povratne informacije o ovoj operaciji izuzetno su pozitivne i od pacijenata i od liječnika.

Već smo spomenuli da se uz pomoć lasera ispravlja kratkovidnost. Međutim, sve do nedavno korištena je druga oprema za ovu operaciju i liječenje katarakta. Glavna stvar za pacijenta je kvaliteta operacije, no klinika koja pruža takve usluge želi manje potrošiti na uređajima. U ovom slučaju, Victus će koristiti femtosekundni laser: može se koristiti za obavljanje tri različite operacije. U tom slučaju samo trebate promijeniti postavke.