Lucrul la tranzițiile electronice ale moleculelor de excimer (molecule care există doar în stări excitate electronic). Dependență potențială Energia de interacțiune a atomilor unei molecule de excimer, care se află în starea electronică fundamentală, de la distanța internucleară este o funcție monoton descrescătoare, care corespunde respingerii nucleelor. Pentru starea electronică excitată, care este nivelul superior al tranziției laser, această dependență are un minim, ceea ce determină posibilitatea existenței moleculei excimer în sine (Fig.). Durata de viață a unei molecule de excimer excitat este limitată
Dependența energiei unei molecule de esimer de distanță Rîntre atomii săi constituenți X și Y; Curba superioară este pentru nivelul laser superior, curba inferioară este pentru nivelul laser inferior. Valorile corespund centrului liniei de câștig a mediului activ, limitele sale roșii și violete. cronometra radiatia acesteia. descompunere. Din moment ce inferior starea tranziției laser în fascicul de electroni. este devastată ca urmare a împrăștierii atomilor moleculei de excimer, al cărui timp caracteristic (10 -13 - 10 -12 s) este semnificativ mai mic decât timpul de radiație. devastare top, stări de tranziție cu laser, gaz care conține molecule de excimer este mediu activ cu îmbunătățire la tranzițiile între termenii legați excitați și termenii de expansiune principal ai moleculei de excimer.
Baza mediului activ al lui E. l. Ele sunt de obicei compuse din molecule de excimer diatomic - compuși cu durată scurtă de viață ai atomilor de gaz inert între ei, cu halogeni sau cu oxigen. Lungimea de undă a radiației E. l. se află în regiunea vizibilă sau aproape UV a spectrului. Câștigă lățime de linie a tranziției laser E. l. este anormal de mare, ceea ce este asociat cu natura în expansiune a termenului inferior de tranziție. Valori caracteristice ale parametrilor tranzițiilor laser pentru cele mai comune fascicule de electroni. sunt prezentate în tabel.
Parametrii laserului excimer
Parametrii optimi ai mediului activ E. l. corespund condiţiilor optime pentru formarea moleculelor de excimer. Condițiile cele mai favorabile pentru formarea dimerilor de gaze inerte corespund intervalului de presiune de 10-30 atm, atunci când formarea intensivă a unor astfel de molecule are loc în ciocniri triple care implică atomi excitați:
La presiuni atât de mari, cel mai eficient. Metoda de introducere a energiei pompei în mediul activ al unui laser implică trecerea unui fascicul de electroni rapizi prin gaz, care în mare parte pierd energie. pentru a ioniza atomii de gaz. Conversia ionilor atomici în ioni moleculari și recombinarea disociativă ulterioară a ionilor moleculari 
însoțită de formarea de atomi excitați ai unui gaz inert, oferă posibilitatea de eff. transformând energia unui fascicul de electroni rapizi în energia moleculelor de excimer.Laserele pe bază de dimeri de gaze inerte se caracterizează printr-o eficiență de ~1%. De bază Dezavantajul laserelor de acest tip este valoarea extrem de mare a batailor. intrarea de energie de prag, care este asociată cu lungimea de undă scurtă a tranziției laser și, prin urmare, cu lățimea liniei de câștig. Acest lucru impune cerințe ridicate asupra caracteristicilor fasciculului de electroni utilizat ca sursă de pompare laser și limitează energia de ieșire a radiației laser la nivelul fracțiilor de joule (pe impuls) la o rată de repetare a impulsurilor nu mai mare de câteva. Hz O creștere suplimentară a caracteristicilor de ieșire ale laserelor bazate pe dimeri de gaz nobil depinde de dezvoltarea tehnologiei pentru acceleratoarele de electroni cu o durată a impulsului fasciculului de electroni de ordinul a zeci de nanosecunde și o energie a fasciculului de ~kJ.
E. l. au caracteristici de ieșire semnificativ mai mari. pe monohalogenuri ale gazelor inerte RX*, unde X este un atom de halogen. Moleculele de acest tip sunt formate efectiv în timpul coliziunilor perechi, de exemplu sau
Aceste procese au loc cu o intensitate suficientă chiar și la presiuni de ordinul presiunii atmosferice, astfel că problema introducerii energiei în mediul activ al unor astfel de lasere se dovedește a fi mult mai puțin complexă din punct de vedere tehnic decât în cazul laserelor bazate pe dimeri de gaz inert. Mediu activ E. l. pe monohalogenuri ale gazelor inerte este format din unul sau mai multe. gaze inerte la o presiune de ordinul atmosferei și un anumit număr (~10 -2 atm) de molecule care conțin halogen. Pentru a excita laserul, se folosește fie un fascicul de electroni rapizi, fie un fascicul electric pulsat. deversare. Când se utilizează un fascicul de electroni rapid, energia de ieșire a radiației laser atinge valori de ~ 10 3 J cu o eficiență de mai multe. procente și o rată de repetare a pulsului mult sub 1 Hz. În cazul utilizării electrice descărcare, energia de ieșire a radiației laser într-un impuls nu depășește o fracțiune de joule, ceea ce se datorează dificultății de a forma o descărcare uniformă ca volum, adică un volum la atm. presiune pentru un timp de ~ 10 ns. Cu toate acestea, atunci când utilizați electric descărcare, se obține o rată mare de repetiție a pulsului (până la câțiva kHz), ceea ce deschide posibilitatea unei game largi de aplicații practice. utilizarea laserelor de acest tip. Naib. răspândită în rândul E. l. a primit un laser XeCl, care se datorează simplității relative de operare în modul cu rată mare de repetiție a pulsului. Cp. Puterea de ieșire a acestui laser atinge un nivel de 1 kW.
Alături de energie mare. caracteristici caracteristică importantă atractivă a E. l. este valoarea extrem de mare a lățimii liniei de câștig a tranziției active (tabel). Acest lucru deschide posibilitatea de a crea lasere de mare putere în intervalele UV și vizibile, cu reglare lină a lungimii de undă într-o gamă destul de largă a spectrului. Această problemă este rezolvată utilizând un circuit de excitație cu laser cu injecție, care include un generator de putere redusă de radiație laser cu o lungime de undă reglabilă în lățimea liniei de amplificare a mediului activ al fasciculului de electroni și un amplificator de bandă largă. Această schemă face posibilă obținerea unei radiații laser cu o lățime de linie de ~ 10 -3 HM, reglabilă de-a lungul lungimii de undă într-un interval de lățime de ~ 10 HM și mai mult.
E. l. sunt utilizate pe scară largă datorită energiei lor ridicate. caracteristici, lungime de undă scurtă și posibilitatea de reglare lină a acestuia într-o gamă destul de largă. Fasciculele de electroni puternice cu un singur impuls excitate de fasciculele de electroni sunt utilizate în instalații pentru studierea încălzirii cu laser a țintelor în scopul efectuării reacțiilor termonucleare (de exemplu, un laser KrF cu HM, energie de ieșire per impuls de până la 100 kJ, durata impulsului ~ 1 ns). Laserele cu o rată mare de repetiție a impulsurilor, excitate de o descărcare de gaz pulsată, sunt utilizate în tehnologie. scopuri în prelucrarea produselor microelectronice, în medicină, în experimente de separare a izotopilor cu laser, în detectarea atmosferei pentru controlul poluării acesteia, în fotochimie și în experimente. fizica ca sursă monocromatică intensă. radiații UV sau vizibile.
Lit.: Laserele cu excimeri, ed. C. Rodos, trad. din engleză, M., 1981; EletskyA. V.. Smirnov B. M., Procese fizice în laserele cu gaz, M.. 1985. A. V. Eleţki.
În acest articol ne vom uita la avantajele laserelor cu excimer. Astăzi, medicina are o gamă largă de toate tipurile de echipamente laser pentru tratamentul bolilor complexe din zonele greu accesibile ale corpului uman. ajută la obținerea efectului minim invazivității și nedurerării, ceea ce are un avantaj imens față de acele intervenții chirurgicale care sunt efectuate manual în timpul operațiilor abdominale, care sunt foarte traumatizante, pline de pierderi mari de sânge, precum și reabilitare pe termen lung după acestea.
Un laser este un generator cuantic special care emite un fascicul îngust de lumină. Dispozitivele laser deschid posibilități incredibile de transmitere a energiei la diferite distanțe la viteză mare. Lumina obișnuită, care poate fi percepută de viziunea umană, constă din fascicule mici de lumină care se răspândesc în direcții diferite. Dacă aceste fascicule sunt concentrate folosind o lentilă sau o oglindă, se va obține un fascicul mare de particule de lumină, dar nici măcar acesta nu poate fi comparat cu un fascicul laser, care constă din particule cuantice, care poate fi realizat doar prin activarea atomilor mediului. care stă la baza radiației laser.
Cu ajutorul dezvoltărilor colosale ale oamenilor de știință din întreaga lume, laserele cu excimeri sunt astăzi utilizate pe scară largă în multe domenii ale activității umane și au următoarele varietăți:
Acest tip este ultravioletul, care este utilizat pe scară largă în domeniul chirurgiei oculare. Medicii folosesc acest dispozitiv pentru a efectua corectarea vederii cu laser.
Termenul „excimer” înseamnă „dimer excitat” și caracterizează tipul de material care este utilizat ca fluid de lucru. Pentru prima dată în URSS, un astfel de dispozitiv a fost prezentat în 1971 de oamenii de știință V. A. Danilichev, N. Basov și Yu. M. Popov la Moscova. Fluidul de lucru al unui astfel de laser a fost un dimer de xenon, care a fost excitat de un fascicul de electroni pentru a produce radiații cu o anumită lungime de undă. După ceva timp, gazele nobile cu halogeni au început să fie folosite pentru aceasta, iar acest lucru a fost făcut în 1975 într-unul dintre laboratoarele de cercetare din SUA de către oamenii de știință J. Hart și S. Searles.
Oamenii se întreabă adesea de ce sunt folosite laserele cu excimeri pentru corectarea vederii.
S-a descoperit că molecula de excimer produce prin aflarea într-o stare excitată „atrăgătoare”, precum și într-o stare „repulsivă”. Acest efect poate fi explicat prin faptul că xenonul sau kryptonul (gazele nobile) sunt foarte inerte și, de regulă, nu formează niciodată compuși chimici. O descărcare electrică le face să devină excitate, astfel încât să poată forma molecule fie între ele, fie cu halogeni, cum ar fi clorul sau fluorul. Apariția moleculelor în stare excitată creează, de regulă, o așa-numită inversare a populației, iar o astfel de moleculă își renunță la energia, care este stimulată sau emisie spontană. După aceasta, molecula revine la starea sa fundamentală și se dezintegrează în atomi. Dispozitivul cu laser excimer este unic.
Termenul „dimer” este de obicei folosit atunci când atomi identici sunt conectați între ei, dar majoritatea laserelor moderne cu excimeri folosesc compuși de gaze nobile și halogeni. Cu toate acestea, acești compuși, care sunt utilizați pentru toate laserele cu un design similar, sunt numiți și dimeri. Cum funcționează un laser cu excimer? Ne vom uita la asta acum.
Acest laser este principalul jucător în PRK și LASIK. Fluidul său de lucru este gaz inert și halogen. Când se introduce tensiune înaltă în amestecul acestor gaze, un atom de halogen și un atom de gaz inert se combină pentru a forma o moleculă diatomică. Se află într-o stare extrem de excitată și după o miime de secundă se dezintegrează în atomi, ceea ce duce la apariția unei unde de lumină în domeniul UV.
Acest principiu de funcționare al laserului excimer și-a găsit o largă aplicație în medicină, deoarece radiațiile ultraviolete afectează țesuturile organice, de exemplu, corneea, în așa fel încât legăturile dintre molecule să fie separate, ducând la transferul țesuturilor dintr-un solid în o stare gazoasă. Acest proces se numește „fotoablație”.
Toate modelele existente de acest tip funcționează în același interval de lungimi de undă și diferă numai în lățimea fasciculului de lumină, precum și în compoziția fluidului de lucru. Laserul excimer este cel mai des folosit laser pentru corectarea vederii. Dar există și alte domenii de utilizare a acestuia.
Primul avea un diametru al fasciculului de lumină care era egal cu diametrul suprafeței pe care a avut loc evaporarea. Gama largă a fasciculului și eterogenitatea acestuia au determinat aceeași eterogenitate în straturile superioare ale corneei, precum și o creștere a temperaturii pe suprafața acesteia. Acest proces a fost însoțit de pagube și arsuri. Această situație a fost corectată prin crearea laserului excimer. MNTK Eye Microsurgery îl folosește de foarte mult timp.
Laserele de nouă generație au trecut printr-un lung proces de modernizare, în timpul căruia diametrul fasciculului de lumină a fost redus și a fost creat un sistem special de scanare rotațională pentru furnizarea radiației laser către ochi. Să vedem cum sunt folosite laserele cu excimeri de către medici.
În secțiune transversală, un astfel de fascicul laser arată ca un loc care se mișcă într-un cerc, eliminând straturile superioare ale corneei și, de asemenea, dându-i o rază de curbură diferită. În zona de ablație, temperatura nu crește deoarece efectul este pe termen scurt. În urma operației, se observă o suprafață netedă și clară a corneei. Laserul excimer este indispensabil în oftalmologie.
Chirurgul care efectuează operația stabilește în prealabil ce porție de energie va fi furnizată corneei, precum și la ce adâncime va fi aplicat laserul excimer. De aici, specialistul poate planifica în avans cursul procesului și își poate asuma ce rezultat va fi obținut în urma operației.
Cum funcționează un laser excimer în oftalmologie? Metoda care este populară astăzi se bazează pe așa-numita reutilizare computerizată a corneei, care este principala lentilă optică a ochiului uman. Laserul excimer care este folosit pe acesta netezeste suprafata corneei, indepartand straturile superioare si, astfel, eliminand toate defectele prezente pe aceasta. În același timp, apar condiții normale pentru ca ochiul să primească imaginile corecte, creând refracția corectă a luminii. Persoanele care au avut această procedură văd ca toți ceilalți care au inițial o vedere bună.
Procedura de reutilizare a corneei nu provoacă temperaturi ridicate pe suprafața acesteia, care pot fi dăunătoare țesutului viu. Și, potrivit celor mai mulți oameni, așa-numita ardere a straturilor superioare ale corneei nu are loc.
Cel mai important avantaj al laserelor cu excimeri este că utilizarea lor pentru corectarea vederii vă permite să obțineți un rezultat ideal și să corectați aproape toate anomaliile corneene existente. Aceste dispozitive sunt atât de precise încât permit „ablația fotochimică” a straturilor superioare.
De exemplu, dacă acest proces este efectuat pe zona centrală a corneei, atunci forma sa devine aproape plată, iar acest lucru ajută la corectarea miopiei. Dacă, în timpul corectării vederii, straturile corneei din zona periferică sunt evaporate, atunci forma sa devine mai rotunjită, iar aceasta, la rândul său, corectează hipermetropia. Astigmatismul este corectat prin îndepărtarea dozată a straturilor superioare ale corneei în diferitele sale părți. Laserele excimeri moderne, care sunt utilizate pe scară largă în microchirurgia refractivă a ochiului, garantează suprafețe de înaltă calitate care sunt supuse fotoablației.
Laserele cu excimeri, în forma în care au apărut astăzi, au apărut destul de recent, dar acum ajută oamenii din întreaga lume să scape de problemele de vedere, cum ar fi miopia, hipermetropia și astigmatismul. Această soluție la problemă, pentru prima dată în mulți ani de creare a unor astfel de echipamente, îndeplinește toate cerințele de nedureritate, siguranță maximă și eficiență.
Domeniul chirurgiei oftalmice care se ocupă cu eliminarea acestor anomalii ale ochiului uman se numește chirurgie refractivă, iar astfel de tulburări se numesc erori ametrope și de refracție.
Potrivit experților, există două tipuri de refracție:
Ametropia, la rândul său, include mai multe subtipuri:
Există două tipuri de astigmatism - hipermetropic, care este aproape de hipermetropie, miopic, asemănător miopiei și mixt.
Pentru a imagina corect esența manipulărilor de refracție, este necesar să aveți o cunoaștere minimă a anatomiei ochiului uman. Sistemul optic al ochiului este format din trei elemente principale - corneea, cristalinul, care sunt părțile care refractă lumina și retina, care este partea care primește lumina. Pentru ca imaginea rezultată să devină clară și clară, retina este în centrul mingii. Totuși, dacă este în fața focalizării, ceea ce se întâmplă cu hipermetropie, sau în spatele acestuia, ceea ce se întâmplă cu miopie, imaginea rezultată devine neclară și semnificativ neclară.
La om, optica ochiului se poate schimba de-a lungul vieții, în special din momentul nașterii până la vârsta de 16-20 de ani, se modifică datorită creșterii și creșterii dimensiunii globului ocular, precum și sub influența anumiţi factori care pot duce la formarea unor anomalii . Astfel, pacienții chirurgului refractiv ocular devin cel mai adesea adulți.
Corectarea vederii cu laser excimer nu este indicată tuturor persoanelor care suferă de deficiențe de vedere. Utilizarea acestei proceduri este interzisă:
Toate metodele de tratament cu laser excimer existente astăzi sunt extrem de sigure și deosebit de eficiente. Cu toate acestea, există o serie de complicații care pot apărea după o intervenție chirurgicală folosind astfel de tehnici. Acestea includ:
Efectul laserului de joasă frecvență asupra pielii este extrem de pozitiv. Acest lucru se întâmplă din cauza următoarelor efecte:
Adică există un anumit mecanism biostimulator de acțiune al radiației laser cu putere scăzută.
A suferit cu succes tratament cu laser cu excimer pentru vitiligo. Petele pigmentare de pe piele se netezesc foarte repede.
În chirurgia refractivă modernă, pentru corectarea vederii cu laser sunt utilizate 2 tipuri de sisteme laser: unități excimer și femtosecunde, care au o serie de caracteristici distinctive și sunt folosite pentru a rezolva diverse probleme.
Un laser cu excimer este un dispozitiv cu laser cu gaz. Mediul de lucru în acest laser este un amestec format din gaze inerte și halogen. Ca rezultat al unei reacții speciale, se formează molecule de excimer.
Cuvântul excimer este un acronim care poate fi tradus literal ca dimer excitat. Acest termen se referă la o moleculă instabilă care se formează atunci când este stimulată de electroni. Odată cu trecerea în continuare a moleculelor la starea lor anterioară, fotonii sunt eliberați. În acest caz, lungimea de undă depinde de gazul utilizat în dispozitiv. În practica medicală, se folosesc de obicei lasere cu excimeri, care emit fotoni în spectrul ultraviolet (157-351 nm).
În scopuri medicale, se utilizează lumină pulsată de mare putere, care duce la ablația țesutului în zona afectată. Deci, în unele cazuri, un laser cu excimer poate înlocui un bisturiu, deoarece provoacă distrugerea fotochimică a țesuturilor de suprafață. În același timp, laserul nu duce la creșterea temperaturii și la distrugerea termică ulterioară a celulelor, care afectează țesuturile mai profunde.
În 1971, laserul cu excimer a fost prezentat pentru prima dată la Institutul de Fizică P.N. Lebedev. la Moscova de mai mulți oameni de știință (Basov, Popov, Danilichev). Acest dispozitiv folosea bi-xenon, care era excitat de electroni. Laserul avea o lungime de undă de 172 nm. Mai târziu, în dispozitiv au început să fie utilizate amestecuri de diferite gaze (halogeni și gaze inerte). În această formă, laserul a fost brevetat de americanii Hart și Searles de la laboratorul Marinei. Acest laser a fost folosit pentru prima dată pentru a grava cipuri de computer.
Abia în 1981, omul de știință Srivanson a descoperit capacitatea unui laser de a produce tăieturi de țesut ultra-precise, fără a provoca daune celulelor din jur din cauza temperaturilor ridicate. Când țesutul este iradiat cu un laser cu o lungime de undă în domeniul ultravioletei, legăturile intermoleculare sunt rupte, drept urmare țesutul se transformă din solid în gazos, adică se evaporă (fotoablație).
În 1981, laserele au început să fie introduse în practica oftalmică. În acest caz, laserul a fost folosit pentru a influența corneea.
În 1985, prima corecție cu laser a fost efectuată folosind tehnica PRK folosind un laser excimer.
Toate laserele excimeri utilizate în practica clinică modernă funcționează în modul pulsat (frecvență 100 sau 200 Hz, lungimea impulsului 10 sau 30 ns) cu același interval de lungimi de undă. Aceste dispozitive diferă prin forma fasciculului laser (punctul de zbor sau fanta de scanare) și compoziția gazului inert. În secțiune transversală, fasciculul laser arată ca o pată sau o fantă; se mișcă de-a lungul unei anumite traiectorii, eliminând straturile specificate ale corneei. Ca urmare, corneea capătă o nouă formă, care a fost programată ținând cont de parametrii individuali. În zona de fotoablație nu există o creștere semnificativă (mai mult de 6-5 grade) a temperaturii, deoarece durata iradierii cu laser este nesemnificativă. Cu fiecare impuls, fasciculul laser evaporă un strat al corneei, a cărui grosime este de 0,25 microni (de aproximativ cinci sute de ori mai mică decât părul uman). Această precizie vă permite să obțineți rezultate excelente atunci când utilizați un laser excimer pentru corectarea vederii.
Oftalmologia, la fel ca multe alte domenii ale medicinei, s-a dezvoltat activ în ultimii ani. Datorită acestui fapt, metodele de efectuare a operațiilor oculare sunt îmbunătățite. Aproximativ jumătate din succesul operației depinde de echipamentul modern, care este utilizat în timpul diagnosticului și direct în timpul intervenției. În timpul corectării vederii cu laser, se folosește un fascicul care intră în contact cu corneea și își schimbă forma cu mare precizie. Acest lucru permite ca operația să fie fără sânge și cât mai sigură posibil. În oftalmologie, laserele au început să fie folosite pentru intervenții chirurgicale mai devreme decât în alte domenii ale practicii medicale.
În tratamentul bolilor oculare se folosesc tipuri speciale de dispozitive laser, care diferă în funcție de sursa de studiu, lungime de undă (lasere cu cripton cu o gamă de luminescență roșu-galben, lasere cu argon, unități heliu-neon, lasere excimeri etc.). Recent, laserele femtosecunde s-au răspândit pe scară largă, care se disting printr-un puls scurt de luminiscență de doar câteva (uneori câteva sute) femtosecunde.
Laserele femtosecunde au o serie de avantaje care le fac indispensabile pentru utilizarea în oftalmologie. Aceste dispozitive sunt extrem de precise, astfel încât puteți obține un strat foarte subțire de cornee cu parametri predeterminați pentru clape.
În timpul operației, lentila de contact a instalației intră momentan în contact cu corneea, în urma căreia se formează un lambou din straturile superficiale. Capacitățile unice ale laserului de femtosecundă ajută la crearea unui lambou de orice formă și grosime, în funcție de nevoile chirurgului.
Domeniul de aplicare a laserului femtosecunde în oftalmologie este corectarea ametropiei (astigmatism, miopie, hipermetropie), transplantul de cornee și crearea de inele intrastromale. Operațiile care folosesc un laser femtosecunde vă permit să obțineți rezultate stabile și înalte. După intervenție chirurgicală, lamboul este plasat în locul inițial, astfel încât suprafața plăgii se vindecă foarte repede fără sutura. De asemenea, atunci când utilizați un laser cu femtosecundă, disconfortul în timpul intervenției chirurgicale și durerea după aceasta sunt reduse.
(corecția vederii cu laser) și fabricarea semiconductorilor.
Emisia laser de la o moleculă de excimer are loc datorită faptului că are o stare excitată „atractivă” (asociativă) și o stare fundamentală „repulsivă” (neasociativă) - adică moleculele nu există în starea fundamentală. Acest lucru se datorează faptului că gazele nobile precum xenonul sau criptonul sunt foarte inerte și nu formează de obicei compuși chimici. Când sunt excitate (cauzate de descărcare electrică), ele pot forma molecule între ele (dimeri) sau cu halogeni precum fluorul sau clorul. Prin urmare, apariția moleculelor într-o stare de legătură excitată creează automat o inversare a populației între cele două niveluri de energie. O astfel de moleculă, într-o stare excitată, își poate renunța la energia sub formă de emisie spontană sau stimulată, în urma căreia molecula intră în starea fundamentală și apoi foarte rapid (în picosecunde) se dezintegrează în atomii ei constitutivi.
Chiar dacă termenul dimer se referă numai la îmbinarea atomilor identici, iar majoritatea laserelor cu excimeri folosesc amestecuri de gaze nobile cu halogeni, numele a rămas și este folosit pentru toate laserele cu un design similar.
Lungimea de undă a unui laser cu excimer depinde de compoziția gazului utilizat și, de obicei, se află în regiunea ultravioletă:
Laserele cu excimeri funcționează de obicei în modul pulsat cu o rată de repetare a pulsului de la 1 Hz la câteva sute de Hz; în unele modele frecvența poate ajunge la 2 kHz; este de asemenea posibilă generarea de impulsuri individuale. Impulsurile de radiație au de obicei o durată de la 10 la 30 ns și o energie de la unități la sute de mJ. Radiația ultravioletă puternică a unor astfel de lasere le permite să fie utilizate pe scară largă în chirurgie (în special în chirurgia ochilor), în procesele de fotolitografie în producția de semiconductori, în microprocesarea materialelor, în producția de panouri LCD, precum și în dermatologie. Astăzi, aceste dispozitive sunt destul de voluminoase, ceea ce reprezintă un dezavantaj pentru utilizarea medicală pe scară largă (vezi LASIK), dar dimensiunea lor este în scădere constantă datorită evoluțiilor moderne.
Laserul excimer este principalul protagonist al PRK și LASIK. Și-a primit numele dintr-o combinație de două cuvinte: entuziasmat - entuziasmat, dimer - dublu. Corpul activ al unor astfel de lasere constă dintr-un amestec de două gaze - inert și halogen. Când se aplică o tensiune înaltă unui amestec de gaze, un atom de gaz inert și un atom de halogen formează o moleculă de gaz biatomic. Această moleculă se află într-o stare excitată și extrem de instabilă. După o clipă, de ordinul a miimilor de secundă, molecula se dezintegrează. Dezintegrarea moleculei duce la emisia unei unde luminoase în domeniul ultraviolet (de obicei 193 nm).
Principiul efectului radiației ultraviolete asupra unui compus organic, în special asupra țesutului corneean, este separarea legăturilor intermoleculare și, ca urmare, transferul unei părți a țesutului dintr-o stare solidă în stare gazoasă (fotoablație). Primele lasere au avut un diametru al fasciculului egal cu diametrul suprafeței evaporate și s-au caracterizat printr-un efect dăunător semnificativ asupra corneei. Profilul larg al fasciculului, eterogenitatea acestuia, a determinat eterogenitate în curbura suprafeței corneei, încălzire destul de mare a țesutului corneei (cu 15-20˚), ceea ce a determinat arsuri și opacități ale corneei.
Deoarece chirurgul știe dinainte ce porție de energie luminoasă este furnizată obiectului (corneea), el poate calcula până la ce adâncime va fi efectuată ablația. Și ce rezultat va obține în procesul de chirurgie refractivă. Și, în sfârșit, în pragul mileniului al treilea, a apărut o nouă metodă pentru a rezolva această problemă - corecția cu laser cu excimer, care ameliorează oamenii de miopie, astigmatism și hipermetropie. Pentru prima dată, corecția cu laser îndeplinește toate cerințele unei persoane cu vedere „slabă”. Valabilitatea științifică, lipsa de durere, siguranță maximă, stabilitatea rezultatelor - aceștia sunt factorii necondiționați care o caracterizează. Domeniul chirurgiei oftalmice care se ocupă cu corectarea acestor anomalii se numește chirurgie refractivă, iar ele însele se numesc erori de refracție sau ametropie.
Experții disting două tipuri de refracție:
- Emmetropie- vedere normală;
- Ametropie- vedere anormală, incluzând mai multe tipuri: miopie - miopie; hipermetropie - hipermetropie, astigmatism - denaturare a imaginii atunci când curbura corneei este neregulată și calea razelor de lumină în diferite părți ale acesteia nu este aceeași. Astigmatismul poate fi miopic (miop), hipermetropic (hipermetrope) și mixt. Pentru a înțelege esența intervențiilor de refracție, să ne amintim foarte pe scurt și schematic fizica anatomică a ochiului. Sistemul optic al ochiului este format din două structuri: partea de refracție a luminii - corneea și cristalinul, și partea de recepție a luminii - retina, situată la o anumită distanță (focală). Pentru ca imaginea să fie clară și clară, retina trebuie să fie în punctul focal al puterii optice a mingii. Dacă retina este în fața focalizării, ceea ce se întâmplă cu hipermetropie, sau în spatele focalizării cu miopie, imaginea obiectelor va fi neclară și neclară. Mai mult, din momentul nașterii și până la vârsta de 18-20 de ani, optica ochiului se modifică datorită creșterii fiziologice a globului ocular și sub influența unor factori care duc adesea la formarea anumitor erori de refracție. Prin urmare, un pacient al unui chirurg refractiv este adesea o persoană care a împlinit vârsta de 18-20 de ani.
Corectarea vederii cu laser cu excimer se bazează pe un program de „reutilizare computerizată” a suprafeței lentilei optice principale a ochiului uman - corneea. Conform unui program individual de corecție, un fascicul rece „netezește” corneea, eliminând toate defectele existente. Acest lucru creează condiții normale pentru refracția optimă a luminii și obținerea unei imagini nedistorsionate în ochi, ca la persoanele cu vedere bună. Procesul de „reutilizare” nu este însoțit de o creștere distructivă a temperaturii țesutului corneei și, după cum mulți cred în mod eronat, nu are loc o „arsură”. Și cel mai important, tehnologiile cu laser excimer fac posibilă obținerea unui „profil specificat nou ideal” al corneei, încât să facă posibilă corectarea aproape tuturor tipurilor și gradelor de eroare de refracție. Din punct de vedere științific, laserele cu excimeri sunt sisteme de înaltă precizie care asigură „ablația fotochimică” (evaporarea) necesară a straturilor corneei. Dacă țesutul este îndepărtat în zona centrală, corneea devine mai plată, ceea ce corectează miopia. Dacă evaporați partea periferică a corneei, centrul acesteia va deveni mai abrupt, ceea ce vă permite să corectați hipermetropia. Îndepărtarea dozată în diferite meridiane ale corneei vă permite să corectați astigmatismul. Laserele moderne utilizate în chirurgia refractivă garantează în mod fiabil calitate înaltă a suprafeței „ablate”.
