Lazerlarni tibbiyotda qo`llanilishi mundarija kirish

LAZER TURLARI VA XUSUSIYATLARI

Tibbiyotda lazer tizimlari o'zlarining lazerli skalpel shaklida qo'llanilishini topdilar. Uning jarrohlik operatsiyalari uchun ishlatilishi quyidagi xususiyatlar bilan belgilanadi:

U nisbatan qonsiz kesma hosil qiladi, chunki shu bilan birga u to'qimalarni ajratish bilan birga juda katta bo'lmagan qon tomirlarini «demlemek» bilan yaraning chetlarini koagulyatsiya qiladi;
Lazerli skalpel kesish xususiyatlarining doimiyligi bilan ajralib turadi. Qattiq jism (masalan, suyak) bilan aloqa qilish skalpelga zarar bermaydi. Mexanik skalpel uchun bunday holat halokatli bo'lar edi;
Lazer nurlari, uning shaffofligi tufayli, jarroh operatsiya qilinayotgan hududni ko'rishga imkon beradi. Oddiy skalpelning pichog'i, shuningdek, elektr pichoqning pichog'i har doim ma'lum darajada jarrohning ish maydonini to'sib qo'yadi;
Lazer nurlari to'qimaga biron bir mexanik ta'sir ko'rsatmasdan masofani kesadi;
Lazerli skalpel mutlaq bepushtlikni ta'minlaydi, chunki faqat radiatsiya to'qima bilan o'zaro ta'sir qiladi;
Lazer nurlari qat'iy ravishda mahalliy darajada ishlaydi, to'qimalarning bug'lanishi faqat markazida bo'ladi. Qo'shni to'qima joylari mexanik skalpeldan foydalangandan kamroq zarar ko'radi;
Klinik amaliyot shuni ko'rsatdiki, lazerli skalpeldan olingan jarohat zarar qilmaydi va tezroq davolanadi.
Jarrohlik amaliyotida lazerlardan amaliy foydalanish SSSRda 1966 yilda A.V.Vishnevskiy institutida boshlangan. Ko'krak va qorin bo'shlig'ining ichki a'zolarida operatsiyalarda lazerli skalpel ishlatilgan. Hozirgi kunda plastik-plastik jarrohlik operatsiyalari, qizilo'ngach, oshqozon, ichak, buyraklar, jigar, taloq va boshqa a'zolar lazer nurlari yordamida amalga oshirilmoqda. Ko'p sonli qon tomirlari, masalan, yurak, jigarda joylashgan organlarda lazer yordamida operatsiyalarni bajarish juda jozibali.
Hozirgi vaqtda faol vositalar, kuchlar, ish rejimlari va boshqa xususiyatlarda farq qiluvchi juda ko'p lazer mavjud. Ularning barchasini tasvirlashga hojat yo'q. Shuning uchun, bu erda lazerlarning asosiy turlari (ish rejimi, nasos usullari va boshqalar) xususiyatlarini to'liq ifodalaydigan lazerlarning qisqacha tavsifi.
Yoqut lazer. Birinchi kvant yorug'lik generatori 1960 yilda yaratilgan yoqut lazer edi.
Ishlaydigan modda alyuminiy oksidi Al 2 O 3 (korund) ning kristalidir, unga Cr 2 Oz xrom oksidi o'stirilganda nopoklik sifatida kiritiladi. Yaqutning qizil rangi ijobiy Cr +3 ioniga bog'liq. Al 2 O 3 kristalining panjarasida Cr 3 + ioni Al + 3 ionini almashtiradi. Natijada kristalda ikkita yutilish bantlari paydo bo'ladi: biri yashil rangda, ikkinchisi spektrning ko'k qismida. Yaqutning qizil rangining zichligi Cr + 3 ionlarining kontsentratsiyasiga bog'liq: kontsentratsiya qancha ko'p bo'lsa, qizil rang qalinroq bo'ladi. To'q qizil qizil rangda Cr3 + ionlarining kontsentratsiyasi 1% ga etadi.
Ko'k va yashil assimilyatsiya bantlari bilan bir qatorda E 1 va E 1 'ikkita tor energiya sathlari mavjud bo'lib, ulardan o'tish vaqtida asosiy darajadagi to'lqin uzunligi 694,3 va 692,8 nm ga teng bo'ladi. Chiziqning kengligi xona haroratida taxminan 0,4 nm. 694.3 nm chiziq uchun majburiy o'tish ehtimoli 692.8 nm chizig'idan katta. Shuning uchun 694.3 nm chiziq bilan ishlash osonroq. Shu bilan birga, l \u003d 692,8 nm radiatsiya uchun katta ko'zgu koeffitsienti va l \u003d 694.3 nm uchun kichik nometall ishlatilsa, 692,8 nm chiziqlarni hosil qilish mumkin.
Yaqut oq yorug'lik bilan nurlantirilganda, spektrning ko'k va yashil qismlari so'riladi, qizil rang aks etadi. Yoqutli lazer ksenon chiroq yordamida optik nasosdan foydalanadi, bu esa tok pulsi orqali gazni bir necha ming Kelvingacha qizdirganda yuqori intensivlikdagi yorug'likni beradi. Uzluksiz nasos olish mumkin emas, chunki bunday yuqori haroratdagi chiroq doimiy ishlashga bardosh bermaydi. Olingan nurlanish o'zining xususiyatlariga ko'ra mutlaqo qora tananing nurlanishiga yaqin. Radiatsiya Cr + ionlari tomonidan so'riladi, natijada so'rilish bantlari mintaqasida energiya darajasiga o'tadi. Biroq, ushbu darajalardan Cr +3 ionlari nurlanishsiz o'tish natijasida juda tez E 1, E 1 'darajalariga ko'tariladi. Bunday holda, ortiqcha energiya panjaraga, ya'ni panjara tebranishlari energiyasiga yoki boshqacha qilib aytganda, fotonlar energiyasiga aylanadi. E 1, E 1 'darajalari metastazdir. E 1 da ishlash muddati 4,3 ms. E 1, E 1 'darajalarida nasosning pulsatsiyalanishi paytida qo'zg'atilgan atomlar to'planib, E 0 darajasiga nisbatan sezilarli teskari populyatsiyani hosil qiladi (bu aniqlanmagan atomlar darajasi).
Yaqutli kristall yumaloq silindr shaklida o'stiriladi. Lazer uchun odatda kristallar o'lchamda ishlatiladi: uzunligi L \u003d 5 sm, diametri d \u003d 1 sm, ksenon chiroq va yoqut kristalli yaxshi yorituvchi ichki yuzasi bo'lgan elliptik bo'shliqqa joylashtirilgan. Barcha ksenon chiroq nurlari yoqilg'ida sodir bo'lishiga ishonch hosil qilish uchun yoqut kristalli va dumaloq silindrsimon shaklga ega bo'lgan chiroq ham uning generatorlariga parallel ravishda bo'shliqning elliptik qismining markaziga joylashtirilgan. Shu sababli, nasos manbaidagi radiatsiya zichligiga deyarli teng bo'lgan zichlikka ega nurlanish yoqutga yo'naltiriladi.
Yaqut kristalining uchlaridan biri kesilib, shunday qilib nurning aksi kesmaning chetidan qaytariladi. Ushbu kesish lazer nometalllaridan birini almashtiradi. Yoqut kristalining ikkinchi uchi Brewster burchagida kesiladi. Bu mos keladigan chiziqli polarizatsiya bilan nurli aks etmasdan yoqut kristalidan chiqishni ta'minlaydi. Ikkinchi nurlanish yo'liga ikkinchi rezonator oynasi joylashtirilgan. Shunday qilib, yoqut lazerining nurlanishi chiziqli polarizatsiyalanadi.
Helium neon lazeri. Faol vosita geliy va neonning gazsimon aralashmasidir. Avlod neonning energiya sathlari orasidagi o'tish tufayli amalga oshiriladi va geliy vositachi rolini o'ynaydi, bu orqali energiya neon atomlariga teskari populyatsiyani hosil qilish uchun uzatiladi.
Aslida, neon 130 dan ortiq turli xil o'tishlar natijasida lazer tadqiqotini yaratishi mumkin. Biroq, to'lqin uzunligi 632,8 nm, 1,15 va 3,39 mikron bo'lgan chiziqlar eng qizg'in hisoblanadi. 632,8 nm to'lqin spektrning ko'rinadigan qismida, va 1,15 va 3,39 mikron to'lqinlari infraqizil nurlardadir.
Elektr toki geliy-neon gaz aralashmasidan oqim o'tkazganda, geliy atomlari metastaz holatdagi 2 3 S va 2 2 S holatlarga qo'zg'aladi, chunki ulardan er holatiga o'tishni kvant-mexanik tanlash qoidalari taqiqlaydi. Oqimning o'tishi bilan bu darajalarda atomlar to'planib boradi. Hayajonlangan geliy atomi o'rganilmagan neon atomi bilan to'qnashganda, qo'zg'alish energiyasi ikkinchisiga o'tadi. Ushbu o'tish mos keladigan energiya energiyasining yaxshi mos kelishi tufayli juda samarali. Natijada, 2P va 3P darajalariga nisbatan teskari populyatsiya neonning 3S va 2S darajalarida hosil bo'ladi, bu lazer nurlanishining paydo bo'lishiga olib keladi. Lazer doimiy ravishda ishlashi mumkin. Geliy-neon lazerining nurlanishi chiziqli polarizatsiyalanadi. Odatda kameradagi geliyning bosimi 332 Pa, neonning bosimi esa 66 Pa ni tashkil qiladi. Quvurdagi doimiy kuchlanish taxminan 4 kV ni tashkil qiladi. Ko'zgularning birida 0,999 tartibining aks ettirish koeffitsienti mavjud, ikkinchisida lazer nurlanishi chiqishi taxminan 0,990 ga teng. Ko'p qatlamli dielektriklar nometall sifatida ishlatiladi, chunki quyi aks ettirish koeffitsientlari nasl berish darajasiga erishishni ta'minlamaydi.
Gaz lazerlari. Ular hozirgi vaqtda eng ko'p ishlatiladigan lazer turidir va ehtimol bu borada yoqut lazerlardan ham ustundir. Gaz lazerlari ham olib borilgan tadqiqotlar mavzusidir. Gaz lazerlarining har xil turlaridan har doim lazerga qo'yilgan deyarli har qanday talabni qondiradigan birini topish mumkin, pulsatsiya holatida spektrning ko'rinadigan mintaqasida juda yuqori quvvat bundan mustasno. Katta kuchlar materiallarning chiziqli bo'lmagan optik xususiyatlarini o'rganishda ko'plab tajribalar uchun zarurdir. Hozirgi vaqtda gaz lazerlarida yuqori kuchlar ularda atom zichligi etarlicha yuqori emasligi sababli olinmadi. Biroq, deyarli barcha boshqa maqsadlar uchun siz ikkala optik nasosli qattiq holatli lazerlardan ham, yarimo'tkazgichli lazerlardan ham ustun turadigan maxsus lazer turini topishingiz mumkin. Ushbu lazerlar gaz lazerlari bilan raqobatlashishini ta'minlash uchun ko'p kuch sarflandi va ba'zi hollarda ba'zi yutuqlarga erishildi, ammo u har doim ham imkoniyatlar yoqasida edi, shu bilan birga benzin lazerlari mashhurlikning pasayishi belgilarini ko'rsatmadi.
Gaz lazerlarining xususiyatlari ko'pincha qoida tariqasida ular atom yoki molekulyar spektrlarning manbalari ekanligi bilan bog'liq. Shuning uchun o'tish to'lqin uzunligi aniq ma'lum. Ular atom tuzilishi bilan belgilanadi va odatda atrof-muhit sharoitlariga bog'liq emas. Muayyan kuchlardagi avlod to'lqin uzunligining barqarorligi spontan emissiya barqarorligiga nisbatan sezilarli darajada yaxshilanishi mumkin. Hozirgi vaqtda monoxromatik xususiyatlarga ega lazerlar mavjud, bu boshqa qurilmalarga qaraganda yaxshiroq. Faol vositani to'g'ri tanlash bilan avlodni spektrning istalgan qismida, ya'ni ultrabinafsha (~ 2OOO A) dan infraqizilgacha (~ 0,4 mm), qisman mikroto'lqinli hududni egallab olish mumkin.
Kelgusida spektrning vakuumli ultrabinafsha mintaqasi uchun lazerlar yaratish mumkinligiga shubha qilish uchun hech qanday sabab yo'q. Ishlaydigan gazning siyrakligi past refraktiv indeks bilan muhitning optik bir hilligini ta'minlaydi, bu rezonator rejimlarining tuzilishini tasvirlash uchun oddiy matematik nazariyadan foydalanishga imkon beradi va chiqish signalining xususiyatlari nazariy jihatdan yaqinligiga ishonch beradi. Gaz lazeridagi elektr energiyasini stimulyatsiya qilingan emissiya energiyasiga aylantirish samaradorligi yarimo'tkazgichli lazerdagidek katta bo'lmasligi mumkin, ammo chiqindilarni boshqarishning soddaligi tufayli gaz lazeridan laboratoriya asboblaridan biri sifatida foydalanish juda qulaydir. Uzluksiz rejimdagi yuqori quvvatga (puls kuchidan farqli o'laroq) kelsak, gaz lazerlarining tabiati bu borada lazerlarning barcha turlaridan ustun turishga imkon beradi.
C0 2 yopiq hajmli lazer. Karbonat angidrid molekulalari, boshqa molekulalar singari, tebranish va aylanish energiya sathining mavjudligi sababli chiziqli spektrga ega. CO 2 lazerida ishlatiladigan o'tish to'lqin uzunligi 10,6 mkm, ya'ni spektrning infraqizil mintaqasida joylashgan nurlanishni keltirib chiqaradi. Vibratsiyali darajadan foydalanib, radiatsiya chastotasini 9,2 dan 10,8 mikrongacha bir oz o'zgartirish mumkin. Energiya N 2 azot molekulalaridan CO 2 molekulalariga o'tkaziladi, ular aralashma orqali oqim oqibatida elektron ta'sirida o'zlarini qo'zg'atadilar.
Azot molekulasining N 2 hayajonlangan holati metastabil bo'ladi va er sathidan 2318 sm -1 masofada ajralib chiqadi, bu CO 2 molekulasining energiya darajasiga (001) juda yaqin. Hozirgi vaqt o'tishi bilan N 2 hayajonlangan holatning metastabilitesini hisobga olgan holda, qo'zg'atilgan atomlar soni ko'payib boradi. N 2 CO 2 bilan to'qnashganda, qo'zg'alish energiyasini N 2 dan CO 2 ga rezonansli o'tkazish sodir bo'ladi. Natijada, CO 2 molekulalarining (001), (100), (020) darajalari o'rtasida populyatsiyalarning teskari harakati sodir bo'ladi. Odatda geliy qo'shilib, umr bo'yi umr ko'rish davomiyligiga ega bo'lgan (100) darajadagi populyatsiyani qisqartirish uchun ushbu darajaga o'tishda naslni pasaytiradi. Oddiy sharoitlarda lazerdagi gazlar aralashmasi geliy (1330 Pa), azot (133 Pa) va karbonat angidriddan (133 Pa) iborat.
CO 2 lazerining ishlashi paytida, CO 2 molekulalari CO va O ga parchalanadi, buning natijasida faol muhit zaiflashadi. So'ngra, C va O ga parchalanadi va uglerod naychaning elektrodlari va devorlariga birikadi. Bularning barchasi CO 2 lazerining ishlashini yomonlashtiradi. Ushbu omillarning zararli ta'sirini bartaraf etish uchun reaktsiyani qo'zg'atadigan yopiq tizimga suv bug'lari qo'shiladi
Platin elektrodlari ishlatiladi, ularning materiallari bu reaktsiyaning katalizatoridir. Faol muhitni etkazib berish hajmini oshirish uchun rezonator eng maqbul lazer ishlash sharoitlarini saqlab turish uchun bo'shliq hajmiga kerakli miqdorda qo'shilgan CO 2, N 2 va He ni o'z ichiga olgan qo'shimcha idishlarga ulanadi. Bunday yopiq CO 2 lazer minglab soatlab ishlashga qodir.
Oqim CO 2 lazer. Muhim modifikatsiya - bu oqayotgan CO 2, N 2 gazlari aralashmasi doimiy ravishda rezonator orqali pompalanadigan oqayotgan CO 2 lazeridir. Bunday lazer o'zining faol muhitining uzunligi metriga 50 Vt dan oshadigan doimiy kogerent nurlanishni yaratishi mumkin.
Neodimiy lazer. Ism adashtirishi mumkin. Lazer tanasi bu neodimiy metall emas, lekin neodimiy aralashmasi bo'lgan oddiy oynadir. Neodimiy atomlari ionlari kremniy va kislorod atomlari orasida tasodifiy ravishda taqsimlanadi. Chaqmoq lampalar tomonidan ishlab chiqarilgan nasos. Yoritgichlar 0,5 dan 0,9 mikrongacha to'lqin uzunligi oralig'ida nurlanish beradi. Hayajonlangan holatlarning keng doirasi paydo bo'ladi. Atomlar yuqori lazer darajasiga radiatsion bo'lmagan o'tishlarni amalga oshiradilar. Har bir o'tish boshqa energiya beradi, bu butun atomlarning "panjarasi" ning tebranish energiyasiga aylanadi.
Lazer nurlanishi, ya'ni. bo'sh pastki darajaga o'tish to'lqin uzunligi 1,06 mikronga teng. T-lazer. Ko'pgina amaliy dasturlarda CO 2 lazeri muhim rol o'ynaydi, bunda ishchi aralash atmosfera bosimi ostida va ko'ndalang elektr maydoni (T lazer) tomonidan qo'zg'atiladi. Rezonatorda elektr maydon kuchining katta qiymatlarini olish uchun elektrodlar rezonatorning o'qiga parallel bo'lgani uchun elektrodlar orasidagi nisbatan kichik potentsial farqlar talab qilinadi, bu esa rezonatorda CO 2 kontsentratsiyasi yuqori bo'lganida atmosfera bosimida pulsli rejimda ishlashga imkon beradi. Shu sababli, odatda 10 mVt va undan ko'p bo'lgan, bitta nurlanish pulsida davomiyligi 1 ms dan kam bo'lgan katta quvvatni olish mumkin. Bunday lazerlarda pulsning takrorlanish tezligi odatda daqiqada bir necha pulsni tashkil qiladi.
Gaz-dinamik lazerlar. Yuqori haroratga (1000-2000 K) qadar qizdirilgan CO 2 va N 2 aralashmasi kengayadigan ko'krak orqali yuqori tezlikda tugaydi va juda soviydi. Yuqori va pastki energiya sathlari har xil darajada issiqlik izolatsiyasi natijasida teskari populyatsiyaning shakllanishiga olib keladi. Shuning uchun, ko'krak chiqish joyida optik rezonator hosil qilib, bu teskari populyatsiya tufayli lazer nurlanishini hosil qilish mumkin. Ushbu printsip bo'yicha ishlaydigan lazerlar gaz-dinamik deyiladi. Ular uzluksiz rejimda juda katta nurlanish kuchlarini olish imkoniyatini beradi.
Bo'yoq lazerlari. Bo'yoqlar - bu yuqori tebranadigan energiya darajasiga ega bo'lgan juda murakkab molekulalar. Spektr diapazonidagi energiya darajasi deyarli doimiy ravishda joylashgan. Mushak ichidagi o'zaro ta'sir tufayli molekula juda tez (10 -11 -10 -12 s tartibida) har bir diapazonning energiya darajasiga nisbatan radiatsiyaviy ravishda o'tadi. Shuning uchun, molekulalar qo'zg'algandan so'ng, juda qisqa vaqt o'tgach, barcha qo'zg'atilgan molekulalar E 1 tasmasining pastki darajasida to'planadi. Bundan tashqari, ular pastki tasmaning har qanday energiya sathiga radiatsion o'tish imkoniyatiga ega. Shunday qilib, nol tasmaning kengligiga mos keladigan intervalda deyarli har qanday chastotani nurlantirish mumkin. Bu shuni anglatadiki, agar biz bo'yoq molekulalarini lazer nurlanishini hosil qilish uchun faol modda sifatida olsak, unda rezonator parametrlariga qarab siz hosil bo'lgan lazer nurlanishining chastotasini deyarli doimiy ravishda sozlashingiz mumkin. Shuning uchun bo'yoqlarda sozlanishi lizing chastotasi bo'lgan lazerlar yaratiladi. Bo'yoq lazerlari deşarj lampalar yoki boshqa lazerlardan nurlanish orqali pompalanadi.
Avlod chastotalarini tanlash naslning chegarasi faqat tor chastota diapazoni uchun yaratilganligi bilan amalga oshiriladi. Masalan, prizma va oynaning pozitsiyalari shu tarzda tanlanganki, ko'zgudan aks etgandan so'ng, dispersiya va turli xil sinish burchaklar tufayli, faqat to'lqin uzunligi bo'lgan nurlar muhitga qaytariladi. Faqatgina bunday to'lqin uzunliklari uchun lazer ishlab chiqariladi. Prizmani aylantirib, bo'yoq lazer nurlanishining chastotasini doimiy ravishda o'zgartirish mumkin. Avlod ko'plab bo'yoqlar yordamida amalga oshirildi, bu nafaqat optik diapazonda, balki spektrning infraqizil va ultrabinafsha mintaqalarida ham lazer nurlanishini olish imkonini berdi.
Jarroh to'qimalarni ajratishda foydalanadigan asosiy vositalar skalpel va qaychi, ya'ni kesish asboblari. Ammo skalpel va qaychi bilan qilingan yaralar va kesmalar maxsus gemostazni talab qiladigan qon ketish bilan birga keladi. Bundan tashqari, to'qimalar bilan aloqa qilganda, kesish asboblari kesma chizig'i bo'ylab mikroflorani va saraton hujayralarini yoyishi mumkin. Shu munosabat bilan, jarrohlar jarrohlik yarasida patogen mikroflorani va o'simta hujayralarini yo'q qilish bilan birga, qonsiz kesma hosil qiluvchi vositani o'z ixtiyorida bo'lishlarini orzu qilishgan. "Quruq ishlash" sohasidagi aralashuvlar har qanday profil jarrohlari uchun juda mos keladi.
"Ideal" skalpelni yaratishga urinishlar o'tgan asrning oxirida, yuqori chastotali toklardan foydalangan holda elektr pichoq qurilishi bilan boshlanadi. Ushbu moslama yanada zamonaviy versiyalarida hozirgi paytda turli xil mutaxassislar jarrohlari tomonidan keng qo'llanilmoqda. Biroq, tajriba orttirganidek, "elektroxirurgiya" ning salbiy tomonlari aniqlandi, ularning asosiy qismi kesish joyida issiqlik to'qimalarining kuyish zonasi juda katta. Ma'lumki, kuyish maydoni qanchalik keng bo'lsa, jarrohlik yarasi shunchalik yomonlashadi. Bundan tashqari, elektr pichoqni ishlatganda, bemorning jasadini elektr pallasida kiritish kerak bo'ladi. Elektrojarrohlik asboblari operatsiya paytida organizmning hayotiy funktsiyalarini kuzatish uchun elektron qurilmalar va qurilmalarning ishlashiga salbiy ta'sir qiladi. Kriyoirurgik vositalar, shuningdek, to'qimalarni sezilarli darajada shikastlanishiga olib keladi, bu esa shifo jarayonini yomonlashtiradi. Krioskalpel to'qimalarida disektsiya darajasi juda past. Aslida, bu dissektsiyani o'z ichiga olmaydi, ammo to'qimalarni yo'q qiladi. Plazma skalpelidan foydalanganda sezilarli kuyish maydoni kuzatiladi. Agar biz lazer nurlari aniq gemostatik xususiyatlarga ega ekanligi, shuningdek bronxiolalar, o't yo'llari va oshqozon osti bezi kanallarini muhrlash qobiliyatiga ega ekanligimizni hisobga olsak, jarrohlik amaliyotida lazer texnologiyasidan foydalanish juda istiqbolli bo'lib qoladi. Lazerlarni jarrohlik amaliyotida qo'llashning ba'zi afzalliklari asosan karbonat angidrid lazerlariga (C0 2 lazer) tegishli. Ularga qo'shimcha ravishda, tibbiyotda lazerlar boshqa printsiplar va boshqa ishlaydigan moddalar ustida ishlaydigan vositalardan foydalaniladi. Ushbu lazerlar biologik to'qimalarga qo'llanilganda tubdan farq qiladi va nisbatan tor ko'rsatkichlarda, xususan, yurak-qon tomir jarrohligida, onkologiyada, terining va ko'zga ko'rinadigan shilliq pardalarning jarrohlik kasalliklarini davolashda va boshqalarda qo'llaniladi.
Yorug'lik va radio to'lqinlarining umumiy tabiatiga qaramay, ko'p yillar davomida optika va elektronika bir-biridan mustaqil ravishda mustaqil ravishda rivojlandi. Ko'rinishicha, yorug'lik manbalari - hayajonlangan zarralar va radioto'lqin generatorlari - umumiylik deyarli yo'q edi. Faqat 20-asrning o'rtalarida fizikaning yangi mustaqil sohasi - kvant elektronikasiga asos solgan molekulyar kuchaytirgichlar va radioto'lqinlar generatorlarini yaratish bo'yicha ishlar amalga oshirildi.


XULOSA

Lazerlar - bir xil chastotaga ega radiatsiya fotonlarining ta'siri ostida fotonlarning qo'zg'atilgan atomlar yoki molekulalar tomonidan qo'zg'atilgan (qo'zg'atilgan, induktsiya qilingan) emissiya jarayoni asosida ishlaydigan yorug'lik manbalari. Ushbu jarayonning o'ziga xos xususiyati shundaki, stimulyatsiya qilingan emissiya natijasida paydo bo'ladigan foton tashqi fot bilan bir xil bo'lib, bu uning chastotada, fazada, yo'nalish va qutblanishda paydo bo'lishiga olib keldi. Bu kvant generatorlarining o'ziga xos xususiyatlarini aniqlaydi: bo'shliq va vaqtdagi yuqori radiatsion uyg'unlik, yuqori monoxromatiklik, nurlanish nurining tor yo'nalishi, quvvat oqimining juda katta kontsentratsiyasi va juda kichik hajmlarda diqqatni jamlash qobiliyati. Lazerlar turli xil faol muhitlar asosida yaratilgan: gazsimon, suyuq yoki qattiq. Ular nurlanishni to'lqin uzunliklarining juda keng diapazonida - 100 nm (ultrabinafsha nur) dan 1,2 mikrongacha (infraqizil nurlanish) berishi mumkin va ham doimiy, ham pulsli rejimlarda ishlashi mumkin.

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.