Слайды и текст доклада
Pic.1
Лекция Тема: Лазеры. Лазерное излучение и его основные параметры. Лазерная медицина
Pic.2
План лекции: Квантовые переходы. Распределение по энергетическим уровням. Активная среда. Общий принцип действия лазера. Работа рубинового и гелий – неонового лазеров. Особенности лазерного …
Pic.3
Общие принципы работы лазеров. Энергетические уровни, спонтанное и индуцированное излучение, населенность уровней, активная среда В основе работы лазеров лежат фундаментальные процессы взаимодействия …
Pic.4
1. Квантовые переходы Переход с более высокого энергетического уровня может происходить самопроизвольно и носит название спонтанного излучения (Рис. 1а). Такой переход сопровождается излучением …
Pic.5
При спонтанном переходе различные частицы излучают независимо, поэтому фазы излучаемых ими фотонов не связаны между собой. Фотон – это элементарная частица света, обладающая волновыми свойствами и …
Pic.6
Внешнее поле увеличивает вероятность перехода с более высокого уровня на более низкий и излучение кванта энергии. Излучение под действием электромагнитной волны носит название индуцированного …
Pic.7
При этом интенсивность электромагнитной волны, проходящей через среду, увеличивается. Главное свойство индуцированного излучения: частота, поляризация, направление распространения кванта энергии …
Pic.8
Поглощение фотонов уменьшает интенсивность света проходящего через среду. Существуют два конкурирующих друг с другом процесса: резонансного поглощения и вынужденного излучения, какой из этих …
Pic.9
2. Распределение по энергетическим уровням. Активная среда В состоянии термодинамического равновесия распределение частиц по энергетическим уровням за счёт тепловой энергии определяется …
Pic.10
Схематично данное распределение представлено на рис. 2 Видно, что число частиц, находящихся на основном уровне, больше, чем на любом возбуждённом уровне. Поэтому процесс поглощения доминирует и …
Pic.11
Инверсная населённость – такое состояние среды при котором число частиц на одном верхних уровней больше, чем на основном. Активная среда – среда, приведённая в состояние с инверсной населённостью. …
Pic.12
3. Общий принцип действия лазера Оптический квантовый генератор – лазер(аббревиатура от английского названия Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – усиление света с помощью …
Pic.13
Любой лазер содержит 3 компонента: рабочее тело, система накачки, оптический резонатор.
Pic.14
Рабочее тело – некоторая среда, которая внешним воздействием переводится в активное состояние. В зависимости от типа рабочего тела лазеры делятся на газовые, твёрдотельные, жидкостные, …
Pic.15
Процесс генерации излучения Система накачки создаёт в рабочем теле инверсную населённость. После этого начинается процесс спонтанного возвращения частиц в невозбуждённое состояние. При этом частицы …
Pic.16
4. Работа рубинового и гелий-неонового лазера Таким образом, инверсию населенностей уровней можно создать только, если использовать более двух уровней из большого набора состояний атомной системы . …
Pic.17
Из всего множества энергетических уровней атома хрома используются три: основной, первый( метастабильный - время жизни около 3 сек. ) и второй уровень с малым временем жизни 10-9-10-8сек. (Рис. 4 ).
Pic.18
Для создания инверсной населённости рубин облучают мощным импульсом света. В результате облучения на уровне 2 накапливаются возбуждённые частицы. которые в процессе релаксации опускаются на уровень …
Pic.19
Гелий – неоновый лазер Широкое распространение в реабилитационной медицине получил гелий-неоновый лазер. В нём используется четырёхуровневая система создания инверсной населённости. Активной средой …
Pic.20
Подача энергии при возбуждении ( накачка ) осуществляется через электрический разряд. 1ый возбуждённый уровень атома гелия совпадает с уровнем 2 для атома неона. Поэтому при соударении возбуждённых …
Pic.21
Таким образом, атомы гелия способствуют увелечению населённости уровня 2 атомов неона. В результате создаётся активная среда, состоящая из атомов неона с инверсной населённостью уровней 2 и 1. …
Pic.22
5. Особенности лазерного излучения Устройства лазера и свойства вынужденного излучения обуславливают отличие лазерного излучения от излучения обычных источников света. Лазерное излучение (ЛИ) …
Pic.23
Высококогеретность. Излучение является высококогерентным, что обусловлено свойствами вынужденного индуцированного излучения. При этом имеет место не только временная, но и пространственная …
Pic.24
Высокая яркость. У лазеров , работающих в видимом диапазоне, яркость лазерного излучения( сила света с единицы поверхности) очень велика. Даже самые слабые лазеры имеют яркость 1015 кд/м2 ( для …
Pic.27
6. Характеристики лазерного излучения, применяемого в медицине 1. Длина волны излучения. Длина волны излучения (λ) лежат в диапазоне 0,2-10мкм ,то есть от ультрафиолетовой до инфракрасной области. 2. …
Pic.28
5. Средняя мощность излучения. Эта характеристика (Рср) импульсно-периодических лазеров показывает, какую энергию лазер излучает за 1с. 5. Средняя мощность излучения. Эта характеристика (Рср) …
Pic.29
10. Диаметр фокального пятна. Если лазерный пучок с однородным распределением интенсивности и фазы по сечению фокусируется линзой с фокусным расстоянием F , то минимальный достижимый диаметр пучка …
Pic.30
8. Использование лазерного излучения в диагностике Лазерная диагностика представляет собой невозмущающее воздействие на биообъекты, использующее когерентность лазерного излучения. Основные методы …
Pic.31
•Голография. С помощью лазерного излучения получают 3-мерное изображение объекта. В медицине этот метод позволяет получать объёмные изображения внутренних полостей желудка, глаза и т. д. •Голография. …
Pic.32
Лазерная масс-спектроскопия. Этот метод используют для исследования химического состава объекта. Микропробы испарённого ЛИ биологического вещества подвергают масс-спектральному анализу, по …
Pic.33
9. Использование лазерного излучения в терапии В терапии используется низкоинтенсивные лазеры (интенсивность 0. 1-10 Вт/см2). Низкоинтенсивные лазеры не вызывают заметного деструктивного действия на …
Pic.34
10. Использование лазерного излучения в хирургии В хирургии используются высокоинтенсивные лазеры. Лазерный луч используется в качестве универсального светового скальпеля. При воздействии на биоткань …
Pic.35
Некоторые области хирургического применения лазеров: Лазерная сварка тканей. Соединение рассечённых тканей- это необходимый этап многих операций. Разрушение пигментированных участков. Для этой цели …
Pic.36
Лазерный пробой. Короткоимпульсные лазеры в сочетании со световодами применяют для удаления бляшек в сосудах, камней в желчном пузыре и почках. Лазерный пробой. Короткоимпульсные лазеры в сочетании …
Скачать презентацию
Если вам понравился сайт и размещенные на нем материалы, пожалуйста, не забывайте поделиться этой страничкой в социальных сетях и с друзьями! Спасибо!