Lazerlarni meditsinada qo'llash

1.1.lazerlar yaratilish tamoyillari .
Lazer uchta printsipial muhim tugunlardan iborat: emitter, nasos tizimi va quvvat manbai, ularning ishlashi maxsus yordamchi qurilmalar yordamida ta'minlanadi.
Emitter nasos energiyasini (geliy-neon aralashmasini 3-ni faol holatga aylantirish) lazer nurlanishiga aylantirish uchun mo'ljallangan va optik rezonatorni o'z ichiga oladi, umuman olganda, ichki makonda muayyan turdagi elektromagnit turi bo'lgan ehtiyotkorlik bilan aks etuvchi, refrakter va fokusli elementlar tizimi. optik diapazondagi tebranishlar. Optik rezonator spektrning ishchi qismida minimal yo'qotishlarga ega bo'lishi kerak, tugunlarni ishlab chiqarishning yuqori aniqligi va ularning o'zaro o'rnatilishi.
Lazerlarni yaratish uchta asosiy fizik g'oyani amalga oshirish natijasida rag'batlantirilgan emissiya, atomlarning energiya sathining termodinamik muvozanatsiz teskari populyatsiyasini yaratish va ijobiy fikrlardan foydalanish natijasida mumkin bo'ldi.
Hayajonlangan molekulalar (atomlar) luminesans fotonlarini chiqarishga qodir. Bunday nurlanish o'z-o'zidan ketadigan jarayondir. Vaqt, chastota (turli darajalar o'rtasida o'tish bo'lishi mumkin), tarqalish va qutblanish yo'nalishi bo'yicha tasodifiy va tartibsizdir. Boshqa radiatsiya, qo'zg'atilgan yoki induktsiya qilingan, agar fotoning energiyasi tegishli energiya sathining farqiga teng bo'lsa, qo'zg'atilgan molekula bilan o'zaro ta'sirlashganda sodir bo'ladi. Rag'batlantirilgan (induktsiyalangan) nurlanishda sekundiga o'tkaziladigan o'tish soni bir vaqtning o'zida moddaga kirgan fotonlar soniga, ya'ni yorug'lik intensivligiga, shuningdek qo'zg'atilgan molekulalar soniga bog'liq. Boshqacha qilib aytganda, majburiy o'tishlarning soni qancha ko'p bo'lsa, mos keladigan hayajonlangan energiya holatlarining aholisi shunchalik ko'p bo'ladi.
Induktsiya qilingan nurlanish har qanday hodisada, shu jumladan fazada ham bir xil, shuning uchun lazer ishlab chiqarish printsiplarida birinchi fundamental g'oya sifatida ishlatiladigan elektromagnit to'lqinning izchil kuchaytirilishi haqida gapirish mumkin.
Lazerlarni yaratishda amalga oshiriladigan ikkinchi g'oya - bu termodinamik muvozanatsiz tizimlarni yaratish, bunda Boltszman qonuniga zid ravishda, quyi qismga qaraganda yuqori darajadagi zarralar ko'proq bo'ladi. Kamida ikkita energiya sathida energiya darajasi yuqori bo'lgan zarrachalar soni kamroq energiyaga ega bo'lgan zarrachalar sonidan oshib ketadigan muhit holati deyiladi, ular teskari darajadagi populyatsiyaga ega va bu vosita faol. Bu fotonlar qo'zg'atilgan atomlar bilan o'zaro ta'sir o'tkazadigan va kvant induktsiyalangan (qo'zg'atilgan) radiatsiya chiqarilishi bilan past darajaga majburiy o'tishiga olib keladigan faol muhit.
Teskari populyatsiyaga ega davlat kam energiya bilan zarrachalarni tanlab, yoki masalan, yorug'lik yoki elektr zaryadlari bilan yaratilishi mumkin. Salbiy haroratga ega davlat uzoq vaqt mavjud emas.
Lazer yaratish tamoyillarida ishlatiladigan uchinchi g'oya radiofizikada paydo bo'lgan va ijobiy fikrlarni ishlatishdan iborat. Uni amalga oshirish jarayonida hosil bo'lgan stimulyatsiya qilingan emissiyaning bir qismi ishchi moddaning ichida qoladi va tobora ko'proq hayajonlangan atomlar tomonidan qo'zg'atilgan emissiyani keltirib chiqaradi. Ushbu jarayonni amalga oshirish uchun faol muhit odatda ikkita nometalldan iborat bo'lgan optik rezonatorga joylashtirilgan bo'lib, unda hosil bo'lgan nurlanish bir necha marotaba faol muhitdan o'tib, uni izchil qo'zg'atilgan emissiya generatoriga aylantiriladi.
Mikroto'lqinlar diapazonidagi birinchi bunday generator 1955 yilda Sovet olimlari N. G. Basoyim va A.M. Proxorov va amerikalik olimlar - C. Tauns va boshqalar tomonidan mustaqil ravishda qurilgan, chunki ushbu qurilmaning ishlashi stimulyatsiya qilingan emissiya asosida qurilgan. ammiak molekulalari, generator molekulyar deb nomlangan.
1960 yilda birinchi ko'zga ko'rinadigan kvant generatori - ishchi modda (faol muhit) sifatida yoqut kristalli lazer yaratildi. Xuddi shu yili gaz geliy-neon lazeri yaratildi. Hozirgi vaqtda yaratilgan lazerlarning ulkan xilma-xilligi ishchi moddalarning turlari bo'yicha tasniflanishi mumkin: gaz, suyuq, yarimo'tkazgich va qattiq holati bo'lgan lazerlar. Lazer turiga qarab, teskari populyatsiyani hosil qilish uchun energiya turli yo'llar bilan yuboriladi: juda qizg'in yorug'lik bilan qo'zg'alish - "optik nasos", elektr energiyasini oqizish, yarimo'tkazgich lazerlarda - elektr toki. Yorug'likning tabiati bo'yicha lazerlar pulsli va uzluksiz bo'linadi.