دانلود پایان نامه اصول کار با لیزر

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه اصول کار با لیزر دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

اصول کار با لیزر

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:155

فهرست مطالب :

مقدمه 
فصل اول
اصول کار لیزر 
گسیل خودبه خود،گسیل القایی و جذب 
1-1-گسیل خود به خود 
1-2-گسیل القایی 
1-3-جذب 
1-4-مبانی نظری لیزر 
1-5-طرحهای دمش 
فصل دوم
آناتومی پوست 
2-1-لایه اپیدرمس 
2-2-لایه کرنیوم 
2-3-لایه لوسیدم 
2-4-لایه دانه ای 
2-5-لایه اسپینوزدم 
2-6-لایه رشد 
2-7-ذرات ملانین 
2-8-چه قسمتهایی از پوست را می تواند لیزردرمانی شود؟
فصل سوم
برهمکنش لیزر(نور) با بافت 
3-1-بازتابش و شکست 
3-2-جذب 
3-3-پراکندگی 
3-4-محیط مرکب 
3-5-انتقال فوتون 
3-6-شبیه سازی مونت کارلو 
3-7-آسیب حرارتی لیزر برروی بافت 
3-8-تئوری توصیف فرآیند آهنگین آسیب
فصل چهارم
کاربردهای لیزر دربیماری های پوست 
4-1-لیزردر درمان لکه ها 
4-2-لیزر در درماتولوژی 
4-3-جوان سازی پوست توسط لیزرco2 
4-4-جوان سازی پوست توسط سیستم غیرتخریبیIPL  
4-5-تاریخچه استفاده لیزردر درمان موهای زائد 
4-6- مکانیسم های درمان موهای زائد بوسیله لیزر 
4-7- فهرست کاربرد های لیزر در بیماریهای پوست و جراحی پلاستیک.
فصل پنجم
مقاله های ترجمه شده در زمینه کاربرد لیزر در پوست 
5-1-طرح های فیزیکی-روانی نقشه های اذراکی از احساس درد و حرارت بوسیله موضعی کردن لیزرco2 بر روی پوست 
5-1-1-مقدمه 
5-1-2-نتایج 
5-1-3-بحث وگفتگو 
5-1-4-روشهای تجربی 
5-2- شبیه سازی FE تولید شده توسط انتشار امواج صوتی سطحی در پوست 
5-2-1-مقدمه 
5-2-2- تحلیل المان محدود 
5-2-3- شبیه سازی درونی 
5-2-4- نتایج 
5-2-5- بحث 
5-3- اتوفلورسانسی که توسط لیزر تحریک شده (LIAF) به عنوان متدی برای براورد استحکام پوست که باعث جلوگیری از ایجاد زخم های دیابتی می شود 
5-3-1- مقدمه 
5-3-2- روش ها 
5-3-3-نتایج
فصل ششم
فهرستی از کاربردهای انواع لیزر در پزشکی 
فصل هفتم
    ایمنی لیزر 
7-1-مقدمه 
7-2-خطرات لیزر 
7-3-خطرات چشمی 
7-4-خطرات پوستی 
7-5-خطرات مربوط به لیزرهای پرتوان 
7-6-استانداردهای ایمنی لیزر وطبقه بندی خطرات آن 
7-7-محاسبات لیزرواندازه گیری 
منابع 

چکیده :

لیزر ... از اعجاز‌آمیز‌ترین موهبت‌های طبیعت است که برای مصارف گوناگون سودمند است. پلینی، تاریخ طبیعی، جلد 22. ص 49 (قرن اول میلادی)

برداشت از نوشته‌های پلینی بزرگ:

لیزر در دوران تمدن یونان ـ روم

در دوران تمدن یونان ـ روم (تقریباً از قرن ششم پیش‌ از میلاد تا قرن دوم میلاد) لیزر بخوبی شناخته شده و مشهور بود. گیاهی خودرو بود (احتمالاً از رده گیاهان چتری) که در ناحیه وسیعی در اطراف سیرن (لیبی امروز) می‌رویید. گاهی هم «لیزر پیتیوم» نامیده می‌شد و به علت خواص اعجاز‌گرش آن را هدیه‌ای از جانب خداوند می‌دانستند. این گیاه برای درمان بسیاری از بیماری‌ها از ذات‌الریه گرفته تا بسیاری از بیماری‌های واگیر‌دار به کار می‌رفت. پادزهر مؤثری بود برای مارزدگی،‌ عقرب زدگی و نیش پیکان‌های زهر‌آلود دشمن از طعم لذیزش به عنوان چاشنی عالی در بهترین آشپزی‌ها استفاده می‌شد. این گیاه آنچنان پرارزش بود که منبع اصلی سعادت سیرنیها به حساب می‌آمد و به یونان و روم صادر می‌شد. در مدت استیلامی رومی‌ها تنها خراجی که سیرینها به روم می‌دادند این گیاه بودکه همراه با شمشهای طلا در خزانه‌ها نگهداری می‌شد. شاید بهترین گواه‌ ارزش لیزر در آن روزگار نقش بر جام مشهور آرکسیلائو (که اکنون در موزه سیرن است.) باشد که باربران را در حال بار کردن لیزر در کشتی تحت سرپرستی شاه آرکسیلائو نشان می‌دهد، هم یونانی‌‌ها و هم رومی‌ها بسیار کوشیدند که بتوانند لیزر را در نقاط مختلف «آپولیا» و «آیونا» (در قسمت جنوبی ایتالیا) به کشت بنشانند. نتیجه آن شد که لیزر بیشتر و بیشتر کمیاب شد و به نظر می‌رسد که در حوالی قرن دوم میلادی کاملاً از میان رفت. از آن زمان تا به حال علی‌رغم کوشش‌های بسیار کسی موفق نشد که لیزر را در صحرا‌های جنوبی سیرن پیدا کند و بدین ترتیب لیزر به صورت گنجینه گمشده تمدن یونان-روم درآمد.                          

از زمان ابداع نخستین لیزر توسط maiman در 1960 ، کاربرد های متنوع لیزر در شاخه های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. جراحی لیزری قطعا ار مهمترین این کارها و یکی از برجسته ترین تحولات در پزشکی قرن حاضر به شمار می آید. در واقع می توان گفت که انواع گوناگون لیزر ها به عنوان ابزار بی رقیبی در پزشکی نوین مطرح گردیده اند . دو دهه پیش کاربرد های بالینی لیزر فقط به شاخه چشم پزشکی محمدود می شد و از جمله جالب ترین جراحی های لیزری که امروزه نیز به طور گسترده ای متداول است به کار گیری لیزر یونی ارگون در درمان جدا شدگی شبکیه چشم می باشد. اما در حال حاضر به جرت می توان گفت که لیزر به تمامی شاخه های پزشکی رسوخ کرده و گسترش چشم گیری داشته است. این امر به دلیل گوناگونی سیستم های لیزری موجود ، تنوع پارامتر های فیزیکی و نیز اشتیاق شدید برخی گروه ها پژوهشی بوده است که بدین ترتیب تقریبا تمامی شاخه های جراحی در به کار گیری لیزر ها حمت گمارده اند . البته در برخی موارد به ویژه در شاخه ی موسوم بر انگیزش بیولوژیک ، پژوهشگران سمت گیری مناسبی را اتخاذ نکرده بودند و با سعی فراوان به چاپ مقالات بیشتر اهتمام می ورزیدند و تولید کنندگان برخی از سیستم های لیزری نیز به منظور سود بیشتر به تبلیغ محصولات خود می پرداختند اما سر انجام در یافتند که برخی از این سیستم ها دارای کارایی مناسب نیستند اما از سوی دیگر بسیاری از روش های لیزری که با یاری دانشمندان توسعه یافته است در عمل نیز ثمر بخش بوده اند . در حال باید همواره توجه داشت که این روش های درمانی به وسیله ی دیگر محققان نیز تایید شد و نتایج تحقیقات با ارئه مدارک مستدل در ژورنالهای معتبر علمی انتشار یابد . علاوه بر روش ها ی متداول معالجه لیزری ، امروزه برخی تکنیک های تشخیصی جالب نیز به مجموعه کاربرد ها افزوده شده است. در اواخر دهه 60 میلادی لیزر ها در شاخه های دیگر پزشکی نیز وارد شدند و امروزه مجموعه ای بزرگ از روش های لیزری در سرتاسر جهان به کار گرفته می شود اغلب آن ها به خانواده موسوم به « جراحی با حداقل اثر تهاجمی » تعلق دارند که به معنای جراحی بدون تماس و با کمترین میزان خون ریزی است . دو ویژگی فوق ، باعث شده تا لیزر به عنوان یک تیغ جراحی منحصر به فرد و وسیله کمک در مانی ارزشمندی مطرح شود . بسیاری از بیماران و همچنین جراحان ، لیزر را به مثابه ابزاری شگفت انگیز باور داشته اند که البته این ممکن است تا حدی گمراه کننده باشد و همواره لیزر نتواند خواسته های غیر عهادی یا بلند پروازانه ما را بر آورده سازد. باید توجه داشت که همیشه به داوری دقیقی در مورد پیشرفت های نوین لیزری نیازمندیم و به صرف گزارش هایی که در مورد معالجه با لیزر منتشر می شود نمی توادن ارزش درمانی آن را تضمین کرد، مگر آن که مطالعات مستقل نیز به ارزیابی و تایید مجدد آن بپردازد. یک نوع بر همکنش لیزری ممکن است در درمان نوعی بیماری به کار آید. اما همان اثر در معالجه بیماری دیگر فاجعه آمیز باشد . به عنوان مثال گرم کردن بافت سرطانی توسط پرتو دهی لیزر می تواند به مرگ نسوج ( نگروزه شدن ) تومور سرطانی منجر گردد که مورد نظر ماست. اما به کار گیری همین پارامتر های لیزری به منظور انعقاد شبکیه ای به ایجاد سوختگی در شبکیه و نا بینایی بازگشت ناپذیر منجر می گردد . آثار حرارتی در دمای بیش از c60 درجه منجر به ایجاد صدمات بازگشت ناپذیر می گردند. سیستم های لیزری به 2 دسته لیزر های موج پیوسته و لیزر های پالسی تقسیم بندی شده اند اغلب لیزر های گازی و برخی لیزر های حالت جامد به گروه اول تعلق دارند ، حال آن که خانواده لیزر ها پالسی عمدتا ً شامل لیزر های دیگر حالت جامد، اگزایمر و لیزر های رنگینه ای است.                            

در جدول فهرستی از انواع لیزر های پزشکی به هموراه دو پارامتر مشخصه آن ها یعنی طول موج و عرض پالس ( یا زمان پرتو دهی در لیزر های موج پیوسته ) داده شده اند. این فهرست بر حسب عرض پالس مرتب شده است زیرا مدت پرتو دهی یک پرامتر مهم در تعیین نوع برهمکنش لیزر با بافت طول موج ، دومین پارامتر مهم لیزر است که تعیین کننده عمق نفوذ تابش لیزر درون بافت می باشد و بیانگر آن است که پارامتر های جذب و پراکندگی تا چه میزان موثر می باشند . پارامتر موسم یعنی چگالی انرژی لیزر نیز حائض اهمیت است و اندازه آن یک شرط لازم برای تعیین نوع اثر بر همکنش لیزر با بافت ومحدوده آن به شمار می آید با کاربرد های پزشگی در چگالی های انرژی بین j/cm 1 تا j/cm 1000 به و قوع می پیوندند و این گستره نسبتا باریک در مقایسه با بازه عرض پالس می باشد که در مطالعه آثار برهمکنشی لیزر با فت تا 15 مرتبه بزرگی قابل تغییر است. پارامتر چهارم یعنی شدت پرتودهی ( چگالی توان سطحی باریک لیزر ) که بنا به تعریف نسبت چگالی انرژی به عرض پالس می باشد نیز قابل توجه است.                        

اخیراً دو پیشرفت مهم در فناوری لیزر سهم به سزایی در متحول ساختن تحقیقات پزشکی داشته است. این دو عبارتند از لیزر های دیودی و لیزر الکترون آزاد. لیزر های دیودی می توانند به صورت موج پیوسته یا پالسی گسیل نمایند و به طور خارق العاده ای کوچک می باشند اما در عوض لیزر های الکترون آزاد که با استفاده از باریکه ها چند مگاالکترون ولتی ( mev ) شتاب دهنده های الکترونی کار می کنند قادر به تولید پالس های لیزری بسیار کوتاه می باشند ولی چون ماشین های قول پیکر و عظیمی هستند ، فقط در مکان خاصی می توانند نسب و مورد استفاده قرار گیرند .                                  

پیشرفت کنونی در جراحی لیزری به توسعه سریع سیستم های لیزری پالسی وابسته است.        

در حال حاضر بسیاری از لیزر های پزشکی یا تابش موج پوسته دارند و یا پالس های با عرض بیش یک میکرو ثانیه گسیل می کنند بنابراین آشکارا می تواند گفت که در ارتباط با این لیزر ها تحقیقات در آثار گرمایی محدود شده است. اما هنگلمی که پالس های لیزری کو تاه تری تولید شوند آنگاه امکان وقوع انواع دیگر بر همکنش های لیزر با بافت وجود خواهد داشت. این آار عمدتا از انواع غیر حرارتی بوده و بر اساس سازو کار های کندگی مانند نور کندگی ، کندگی القایی پلاسمایی و با فر آیند گسیختگی نوری می با شد که در مقیاس های نانو ثانیه و پیکو ثانیه روی می دهند .

به طور کلی می تواند چنین خلاصه نمود که توسعه و تکامل سیستم های لیزری که قادر به تولید غالب های کوتاه تری می باشند همواره کاربد های نوین و جالبی را با خود به همراه آورد.

و...

NikoFile

گزارش کارآموزی رشته پزشکی آشنایی با لیزر و بررسی دستگاههای لیزر در پزشکی

اختصاصی از کوشا فایل گزارش کارآموزی رشته پزشکی آشنایی با لیزر و بررسی دستگاههای لیزر در پزشکی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

دانلود گزارش کارآموزی رشته پزشکی آشنایی با لیزر و بررسی دستگاههای لیزر در پزشکی بافرمت ورد وقابل ویرایش تعدادصفحات 140

گزارش کارآموزی آماده,دانلود کارآموزی,گزارش کارآموزی,گزارش کارورزی


این پروژه کارآموزی بسیار دقیق و کامل طراحی شده و جهت ارائه واحد درسی کارآموزی میباشد

چکیده

کلمه لیزر از حروف اول عبارت  Light Amplification by Sitmulated Emission of Radiation تشکیل شده است . امروزه علم استفاده از لیزرهای کم توان بسیار گسترده شده و به نام لیزر درمانی یا Low Level Laser Therapy (LLLT) شناخته می‌شود .  تاثیر لیزرهای کم توان ،‌گرمایی و تخریبی نبوده ، بلکه به صورت فتوشیمیایی است . فوتون وارد بافت شده ، در میتوکندری‌ها و غشای سلولی جذب شده ، انرژی نوراتی به انرژی شیمیایی ( به صورت ATP) تبدیل شده و ATP منجر به تحریک و پرولیفراسیون سلولی می‌شود . نفوذ پذیری غشای سلولی تغییر می‌کند و منجر به تغییرات فیزیولوژیک می‌شود . این تغییرات ماکروفاژها ، فیبروبلاست‌ها ، سلول‌های اندوتلیال ،ماست‌سل‌ها ،برادی کینین و سرعت هدایت عصبی را تحت تاثیر قرار می‌دهند . در واقع لیزرهای کم توان اثر تنظیمی بر روی فعل و انفعالات حیاتی ( Biomodulatory Effect) دارند ( به همین علت لیزر سرد نیز نامیده می‌شوند .)‌ با مطالعات و تحقیقاتی که در سراسر دنیا بر روی لیزر تراپی انجام می‌شود کاربردهای درمانی این روش طیف وسیعی از ترمیم بافت و التیام زخم تا کاهش درد را در بر می‌گیرد . این امر بیانگر اهمیت طول موج ، دوز درمانی و فرکانس های انتخاب شده است .  طول موج‌های قرمز ( 700- 600 نانومتر ) و مادون قرمز (700 نانومتر به بالا) نورهای اصلی در لیزر تراپی هستند . عمق نفوذ اشعه لیزر به بافت برای تحریک فیزیولوژیک سلول‌ها و بافت ، به طور موج اشعه بستگی دارد . تنها 5 درصد شدت نور قرمز ، قابلیت نفوذ به بافت زیر جلدی داشته و بیشترآن در سطح جذب می‌شوند. بنابراین از نور قرمز بیشتر در سطح (مانند بیماری‌های پوستی و نظیر آن ) استفاده می‌شود . امنا در مورد لیزرهای مادون قرمز 20 درصد شدت اشعه به بافت زیر جلدی می‌رسد و در نتیجه در درمان مفاصل ، عضلات ، کاهش درد و... کاربرد دارد .  کاربردهای لیزر درمانی  اشعه لیزر پس از تابش و رسیدن به سطح داخل سلول دارای اثراتی است . از جمله تنظیم و متعادل ساختن : -    متابولیسم سلولی  -    تولید کلاژن  -    حرکت و دگرانولاسیون ماست‌سل‌ها  -    حرکت و فعالیت ماکروفاژها  -    ساخت فیبروبلاست ها (‌از جمله باز جذب فیبرین )  -    پروتئین سازی  -    تولید ADP-ATP -    تغییر نفوذ پذیری و پتانسیل غشای سلولی و تحریک پمپ سدیم / پتاسیم و در نهایت برداشت بیشتر کلسیم  -    وازودیلاتاسیون ( خون غنی از اکسیژن )‌ -    آنژیوژنز ( بهبود تغذیه بافتی )  -     پاسخ‌های سیستمیک  -     افزایش سیر کولاسیون اکسیژن و بهبود مصرف گلوکز  -     ساخت DNA (‌از طریق تحریک فیتوهماگلوتینین )  -    تحریک فاگوسیتوز  -    تغییر سطوح مدیاتورها ( هیستامین و پروستاگلاندین‌ها ) یا اندروفین ها  -    آزاد سازی اندروفین‌ها  -     افزایش متابولیسم سراتونین ( در کاهش درد )  -     سرکوب فعالیت نوسی سپتورها ( Nociceptor)  -    با توجه به اثراتی که در بالا اشاره شد می‌توان به برخی از کاربردهای لیزر کم توان در درمان بیماری‌های مختلف اشاره کرد: -    التیام زخم ( از جمله زخم‌های فشاری و یا عفونی )  -    ترمیم آسیب‌های بافت نرم (‌هماتوم ، ضرب دیدگی‌ها ، درد و... )  -     بیما‌ری‌های پوستی (‌سوختگی ، خراشیدگی ، اگزما ، آکنه ، هرپس و ... )‌ -    کاهش درد (‌حاد و مزمن ) و اثرات ضد التهابی  -     بیماری‌های روماتولوژیک یا فیزیوتراپی (‌تاندونیت ، بورسیت ،‌کپسولیت ، آرتریت و..)  -    تحریک نقاط طب سوزنی با استفاده از اشعه لیزر به جای سوزن  -    افزایش قدرت کشش بافت آسیب دیده پس از ترمیم (TensileStrength)  -     متعادل ساختن کلاژن و کاهش اندازه اسکار به دنبال بریدگی ، سوختگی و یا جراحی . -    تحریک و تقویت سیستم ایمنی بدن  -     کمک به مقابله با عفونت  -     بهبود فونکسیون عصب (‌ترمیم تدریجی اعصاب آسیب دیده یا حتی قطع شده )     فصل اول   مقدمه تعریف و تاریخچه لیزر و لیزر تراپی  در دوران تمدن یونان – روم (‌تقریباً از 6 قرن پیش از میلاد تا قرن دوم میلادی ) ، لیزر به خوبی شناخته شده بود . لیزر ،‌گیاهی خودرو (‌احتمالاً از رده گیاهان چتر ) بود که در ناحیه وسیعی در اطراف سیرن (لیبی امروز) می‌رویید . این گیاه در مواردی نیز « لیزر پیتیوم » نامیده می‌شد و مردم به علت خواص اعجاز آمیزش آن را هدیه‌ای جانب خدا می‌پنداشتند .  لیزر برای درمان بسیاری از بیماری‌ها از ذات الریه گرفته تا تعدادی از بیماری‌های واگیردار بکار می رفت و پادزهر موثری برای مارگزیدگی ، عقرب گزیدگی و نیش پیکان‌های زهر آلود دشمن محسوب می‌شد . همچنین به علت طعم لذیذش ،‌ چاشنی عالی محسوب می‌شد و در غذاها به کار می رفت . یونانی‌ها و رومی‌ها بسیار کوشیدند تا بتوانند لیزر را کشت کنند اما در این کار موفق نبودند و به تدریج لیزر کمیاب شد . به نظر می‌رسد که این گیاه در حدود قرن دوم میلادی کاملاً از بین رفته باشد . از آن زمان تا کنون با وجود کوشش‌های بسیار ،‌ کسی موفق نشده است لیزر را در صحراهای جنوبی سیرن پیدا کند .  لذا به نظر می‌رسد که این لیزر طبیعی به صورت گنجیه گمشده تمدن یونان – روم در آمده باشد .  با این مقدمه باستانی ،‌که شاید تنها از نظر کلامی و برخی کاربردها با مفهوم جدید « لیزر» شباهت داشته باشد ، تاریخ تولد لیزر را از نور آغاز می‌کنیم .   نور چیست ؟  این سئوالی است که احتمالاً پیشینیان ما هزاران سال پیش از خود می‌پرسیدند . پاسخ این سئوال در طول سالیان دراز و همراه با پیشرفت علوم و دانش انسان ( به تدریج از زمان اعتقاد به خدایان روشنایی تا لیزر )، بدست آمده است . البته ، همواره جنبه‌های تاریکی در توضیح ماهیت نور وجود داشته است که حتی هنوز هم بطور کامل مشخص نشده اند . لذا هرگاه انسان اطلاعات جدیدتری از ماهیت و خواص نور بدست می آورد ، تعریف جامع‌تری برای آن ارائه می‌کند .  در دوران قدیم ، بسیاری از جوامع بشری خدایان خورشید را مسئول سلامتی و بهبود می‌دانستند .  از همین رو ، فنیقی‌های دوران باستان ، « بال » را به عنوان خدای خورشید و سلامتی می‌پرستیدند .  یونانی‌ها نیز « هلیوس » خدای نور ،‌خورشید و بهبودی را به علت تاثیرات منحصر بفردش ستایش می‌کردند و عبارت « هلیوتراپی » از همین کلمه اقتباس شد . نور درمانی را نیز مصریان باستان انجام می‌دادند . آنان در سال 440 پیش از میلاد ، از تاثیرات تسکینی نور بر زخم‌ها ، شکستگی‌ها و درمان آبله استفاده می‌کردند .  یونانی‌ها ، نخستین کسانی بودند که کوشیدند طبیعت نور و چگونگی دیدن را توضیح دهند .پس از ظهور علوم تجربی ، دو نظریه‌ درباره‌ی ماهیت نور مطرح شد . یکی از آنها ، نظریه‌ی ذره‌ای نیوتن بود که نور را متشکل از باریکه‌ای از ذرات می دانستند که تابع قوانین حرکت می‌باشند و دیگری ، نظریه‌ موجی بود که طبیعت موجی را برای نور پیشنهاد می‌کرد .  تفکر در خصوص لیزر ، در اواخر قرن 19 و اوایل قرن 20 میلادی و بر مبنای فیزیک کوانتومی پایه گذاری شد . در آغاز دانشمندانی نظیر « بور » و « پلانک » تئوری‌هایی مطرح کردند که در ادامه توسط نابغه قرن،« آلبرت اینشتین»،‌تکمیل شد‌.(‌شکل 1-1) « اینشتین » در سال 1917 ،‌اصل و جوهره پیچیده نور را به عنوان یک سیستم الکترودینامیکی در مقاله‌اش تحت عنوان « تئوری کوآنتومی تشعشع » بیان کرد . این کشف که بر پایه تئوری‌های کوانتومی استوار بود ، به این موضوع می‌پرداخت که تابش نور را می‌توان بسته‌های گسسته انرژی ( به نام فوتون ) به حساب آورد که در آن هر فوتون دارای انرژی خاصی ( مطابق با فرکانس امواج آن بسته) می‌باشد .  « اینشتین » ، نظریه‌ وجود فوتون‌ها و گسیل‌آ»ها را براساس پدیده نشر برانگیخته ( گسیل القایی یا تحریک شده ) مطرح کرد ، اما این موضوع مدت‌های طولانی تنها در یک کنجکاوی در آزمایشگاه باقی ماند و تا دهه‌ی پنجاه ، هیچ کس پتانسیل باور نکردنی این مفهوم را درک نکرد . اما سرانجام ، با تحقیقات کاربردی براساس این نظریه ، امکان استفاده از آن و تولید « میزر » و به دنبال آن لیزر ، فراهم شد .

فهرست مطالب
عنوان                                                صفحه
چکیده    1
فصل اول
مقدمه    4
نورچیست    5
پیدایش  لیزر    7
ساخت لیزر    8
لیزر در پزشکی    12
ظهور لیزر تراپی    15
معرفی مراکزی که در دوره کارورزی به آنجا رفتم    20
فصل دوم: مبانی و اصول لیزر
مفاهیم اولیه     23
برخورد نور با ماده    26
ماهیت نور و لیزر    28
اساس تشکیل لیزر    31
ماده فعال    33
کاواک    33
منبع انرژی     33
نحوه تولید لیزر     35
خواص لیزر    37
تک فامی    38
همدوسی    38
واگرایی کم و هم راستایی    38
شدت بالا و درخشندگی    39
طبقه بندی لیزرها    39
لیزرهای حالت جامد    42
لیزرهای مایع     44
لیزرهای گازی    48
لیزرهای نیمه هادی     52
لیزرهای پلاسما    55
فصل سوم:انواع لیزرها و اصول دستگاههای لیزر تراپی
مقدمه    57
انواع لیزرها در دستگاههای لیزر تراپی    58
لیزر هلیوم- نئون    62
لیزر ایندیوم- کالیم- آلومینیوم – آرسناید    63
لیزر گاز کربنیک    64
لیزهایND – Yag     66
لیزر یاقوت    67
لیزر کریپتون    67
شرایط انتخاب و بکارگیری دستگاه لیزرتراپی    68
گذشته،حال و آینده دستگاههای لیزر تراپی    70
لیزر دیودی و نحوه ساخت آن    71
انتقال انرژی در مواد نیمه هادی    73
نحوه ساخت دیود لیزر    78
ساختمان داخلی دیود لیزر    82
میزان واگرایی و اندازه پرتو    82
وابستگی درجه حرارت به توان خروجی    84
رفتار زمانی دیود لیزر    86
نحوه موازی کردن پرتوی لیزر    89
انواع دیود لیزر    90
لیزر تراپی چیست    92
فیزیولوژی بافت و لیزر    95
برهم کنش نور با بافت    98
فصل چهارم
نکات عملی در ارتباط با دستگاهها    104
کالیبراسیون    110
عوامل مکانیکی در بهم خوردن کالیبراسیون    111
معرفی دستگاهها و اپراتوری آنها    112
معرفی دستگاه Mustang     114
اپراتوری  Mustang    118
معرفی لیزر قلمی    120
معرفی  AZOR-2k-02     121
اپراتوری AZOR-2k-02    122
معرفی دستگاه ILP و اپراتوری آن    124
فصل پنجم
نکات ایمنی    127
تقسیم بندی لیزر از لحاظ انرژی    129
روش های ایمنی    130
خطرات ناشی از پرتو    131
خطرات چشمی    133
خطرات دندان    134
خطرات غیر وابسته به پرتو    135
فصل ششم
نتیجه گیری    137
منابع و ماخذ    140

دانلود پایان نامه پزشکی درمورد لیزر

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه پزشکی درمورد لیزر دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

لیزر

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:224

فهرست مطالب :

پیشگفتار.......................................................................... 1

مقدمه.................................................................................. 3

تاریخچه لیزر....................................................................... 5

تعریف لیزر.............................................................................. 6

فیزیک لیزر................................................................................. 8

مبانی نظری لیزر....................................................................... 49

انواع لیزر............................................................................... 84

معرفی لیزرهای توان پایین............................................................. 92

اثرات لیزرهای کم قدرت............................................................... 161

مکانیسم برهمکنش بافت – لیزر..................................................... 171

درمان فتودینامیک...................................................................... 182

مقایسه لیزرهای توان بالا با لیزرهای توان پایین..................................... 200

روش های کاربرد لیزر توان پایین....................................................... 239

رویکرد بالینی لیزرهای توان پایین...................................................... 242

کاربرد در فیزیوتراپی..................................................................... 244

کاربرد در دندانپزشکی................................................................... 281

کاربرد در پزشکی (افتالموژی – اورولوژی – دستگاه گوارش – دستگاه تنفس)......... 293

کاربرد در پوست و اعصاب............................................................... 296

عوارض احتمالی درمان با لیزرهای کم توان............................................ 310

سایر روش های درمان بالینی........................................................... 313

خطرات جانبی لیزرها و نکات ایمنی و حفاظتی...................................... 315

نتیجه گیری..................................................................... 325

مراجع...................................................................................... 326

چکیده :

پس از ستایش بی پایان خداوند یکتا, این مقاله حاصل نیاز به رساله ای جامع در مورد نتایج نوپای لیزر laser است که با بهره گیری از مکتوبات علمی- تخصصی و نتایج کنفرانس ها و مقالات متعددی که در طی چندین سمینار در زمینه کاربرد لیزر توسط دانشمندان و محققین و کلیه صاحبنظران ارائه شده است محقق گردیده است.

در این نوشتار سعی شده با جمع آوری اطلاعات و دانسته های جدید علمی و عملی در مورد کاربردهای لیزر در پزشکی و خصوصاً در فیزیوتراپی, در حد توان سعی شده است که این پدیده نوین معرفی گردد. هدف اصلی از ارائه این تحقیق جمع آوری و تعمیم مفاهیم در خصوص لیزرهای کم قدرت Low Power laser‌ که با توان خروجی پایین کار می کنند (حدود میلی وات) که اثر حرارتی ندارند و همینطور شرح پدیده های فیزیکی و اثرات غیرحرارتی مربوط به آنها و همینطور تأثیرات این لیزرها بر بدن و متعاقب آن، فراهم آوردن رهیافتی به ریشه و اساس متقابل بافت- لیزر است. ضمن اشاره به پدیده هایی که با نور و ماده سرکار دارند از قبیل بازتاب، جذب, پراکندگی که بیشتر جنبه فیزیکی آنها مورد بحث است و در هر مورد توجه خاصی به عملیات ریاضی اجتناب ناپذیر است. بنابراین با شرح اصول لیزرها و روش های کاربرد بالینی آنها و بیان انواع لیزرها و همینطور در مورد ایمنی لیزر و حفاظت چشم و محاسبات و اندازه گیری های مربوط به لیزر بحث خاتمه خواهد یافت.

البته امید است اساتید و همکاران گرامی, این تحقیق را با وجود تمام نقائص و کاستی هایش به عنوان هدیه ای ناچیز پذیرفته باشند تا این مقاله بعنوان شروعی برای امید به ثمره یک تلاش بی وقفه تلقی گردد.

از خوانندگان گرامی خواهشمندیم که اشتباهات موجود را به اینجانب متذکر شوند تا در رفع آنها اقدامات لازم مبذول را بدارم. اینجانب در تکمیل و تصحیحی مطالب مستتر در این تحقیق از راهنمایی استاد ارجمند آقای دکتر سیدمحمودرضا آقامیری و سایر اساتید محترم بهره گرفته ام و بدینوسیله از کلیه کسانی که مرا راهنمایی کرده اند صمیمانه سپاسگزاری می نمایم. ضمناً از همکاری پژوهشکده لیزر و سایر بخش های مربوطه در دانشگاه شهید بهشتی قدردانی می کنم.

لیزر.... از اعجاز آمیزترین موهبتهای طبیعت است که برای مصارف گوناگون سودمند است. و یکی از پدیده های شگرف قرن بیستم کشف و توسعه لیزر (laser) است. قرن بیستم را شاید بتوان به جای قرن اتم و یا قرن ماشین, «قرن لیزر» هم نامید. این اختراع شگرف و پردامنه فیزیکی روز به روز توسعه بیشتری می یابد و کاربردهای آن در زمینه های مختلف بسیار متعدد است. در حوزه پزشکی نیز در حال حاضر لیزرها در درمان انواع مختلفی از بیماریها شرکت داده می شوند. اگرچه لیزرهای بالینی جدید و کاربردهای آنها احتمالاً در حال گذران دوران نوباوگی پزشکی لیزری هستند ولی در آینده نه چندان دور لیزرهای دیگری پدید خواهند آمد که جایگاه خود را در بیمارستانها و مراکز پزشکی خواهند یافت بنابراین تحقیق علمی آینده به اندازه کاربردهای بالینی حاصل از آن, زیربنایی خواهند بود.

به علت تنوع سیستم های لیزر موجود و تعداد پارامترهای فیزیکی آنها و همینطور علاقه چندین گروه تحقیقاتی در واقع انواع مختلف لیزر بصورت ابزار بی رقیبی در پزشکی مدرن درآمده اند و اگرچه کاربردهای بالینی در ابتدا محدود به چشم پزشکی بوده اند، ولی امروزه قابل ملاحظه ترین و جاافتاده ترین جراحی لیزری در خصوص انعقاد خونریزی عروق با استفاده از لیزر یون آرگون Ar+ است. لذا تقریباً تمام شاخه های جراحی پزشکی معطوف به این قضیه شده اند. البته نباید این گفته را به عنوان انتقاد برشمرد ولی اشکالات زیادی در برخی از موارد ایجاد شده است،‌ بخصوص در زمینه تحریک زیستی biostimulation. لذا به نظر این بنده حقیر لازمست برای کسب پیروزیهای جدید، محققان عزم خود را در سایر زمینه ها پژوهش پزشکی لیزر و تکنیک های فنی و حرفه ای مربوط به آنها نیز مجدانه جذب کنند و در پی وسعت دادن ابعادی به این امر مهم باشند. البته در کل، بسیاری از تکنیکهای لیزری واقعاً مفید، که از لحاظ بالینی محقق شده اند، به کمک انواع دانشمندان قرن حاضر توسعه یافته اند. این روشهای معالجه توسط محققان دیگر تأیید شده و در مجلات علمی معتبر به نحوه مناسب به نوشتار درآمده است. حتی اخیراً در رابطه با کاربردهای اولیه لیزر که اساساً بر نتایج درمانی متمرکز شده بودند, چندین روش جالب تشخیصی نیز اضافه شده است. برای نمونه می توان تشخیص تومورها توسط رنگهای فلورسانس و یا تشخیص پوسیدگی دندان بوسیله تحلیل طیف سنجی بارقه پلاسمایی حاصل از لیزر را نام برد.

همانطور که میدانیم در اواخر دهه 1960 لیزر در زمینه های پزشکی بکار رفت. امروزه تعداد بسیاری از روش های کاربرد لیزر در سراسر جهان بکارگرفته می شود. بیشتر این روشها متعلق به خانواده جراحی با کمترین تهاجم (MIS) minimally invasive surgery می باشند. این اصطلاح جدید که در دهه حاضر پدید آمده است به تکنیک های جراحی ای اطلاق می شود که در آنها تماس با بدن و خونریزی صورت نمی گیرد. لذا این دو مشخصه بطور عمده باعث شده اند که لیزر به عنوان یک تیغ جراحی و وسیله درمان جهانی بکار گرفته شود. در واقع بسیاری از بیماران و همچنین جراحان بر این باورند که لیزر وسیله ای اعجاب انگیز است. البته این شیوه تفکر منجر به نگرشهای گمراه کننده و توقع های نابجا نیز شده است. در حقیقت قضاوت دقیق در مورد پیشرفتهای جدید همیشه لازم است. مثلاً وقتی که یک روش درمان توسعه لیزر معرفی می شود, تا هنگام تأیید شدن آن توسط مطالعات مستقل دیگر، نباید مورد قبول واقع شود. اثرات ناشی از لیزر همانطور که می دانیم بسیار متعدداند. بیشتر آنها را می توان بطور علمی توضیح داد. البته برخی اثرات که برای یک درمان ویژه مفید هستند, برای موارد دیگر ممکن است خطرناک باشند بعنوان مثال گرم کردن یک بافت سرطانی توسط پرتوی لیزر می تواند منجر به اثر مطلوب نکروز (تخریب) تومور شود. و بالعکس بکار بردن پرتوی لیزری برای قطع خونریزی شبکیه چشم با پارامترهای فوق، می تواند منجر به سوختن خود شبکیه و نابینایی غیرقابل برگشت شود. به هرحال با توجه به تسهیلاتی که پدیده لیزر در امر تشخیص و درمان در علم پزشکی فراهم نموده, آینده روشن تری را می توان برای نسل بشر پیش بینی کرد.

تاریخچه لیزر:

اساس لیزر در سال 1960 با ساختن لیزر یاقوت توسط مایمن (Maimen) شناخته شد. این اکتشاف ابتدا به ساکن اتفاقی نبوده, بلکه خود دنباله ای از مجموعه جریانات و تحولات علم فیزیک به شمار می آید و محصول پژوهش های پیگیر دانشمندانی که سالهای متمادی دورتر از آن, در این زمینه کندوکاو می کردند, محسوب می شود. دانشمندانی از قبیل «وبر»، «تاونز»، «انیشتن»، «باسوف»، «پروخوف»، «میمن» و سایرین بر مبنای این نظریه بود که در سال 1954 تاونز و شاگردانش اولین تقویت کننده نور را بوسیله نشر تابش برانگیخته در دانشگاه کلمبیا ساختند.

Microwave Amplification by stimulated Emission of Radiation (MASER)

اساس نظری لیزر از سال 1917 توسط آلبرت انیشتن (Einstein) شناخته و بیان شد. اما امکان تولید پرتوی لیزر بین سالهای 1957 تا 1960 تحقق یافت. بعداً در سال 1954 یک گروه از محققین در آمریکا تحت مدیریت تاونز و بر اساس تئوری انیشتن، اولین تقویت کننده نور برانگیخته را با استفاده از مولکولهای آمونیاک مورد آزمایش قرار دادند و بالاخره اولین دستگاه میرز Maser با فرکانس (حدود Hz1011× 3/2) هرتز ساخته شد. در سال 1958 شاولو (schawlow) به اتفاق تاونز ضمن یک مطالعه مشترک نظری امکان به کاربردن یک میزر با فرکانس در ناحیه اپتیکی (حدود فرکانس های نور مرئی) را تحقق بخشیدند و آنرا لیزر «Laser» نامیدند و بالاخره در سال 1960 اولین دستگاه لیزر توسط میمن (Maimen) با استفاده از کریستال یاقوت (Rubylaser) که در درمان گلوکوم استفاده شد، ساخته شد. پس از مدت کوتاهی, پروفسور علی جوان دانشمند ایرانی و همکارانش اولین لیزر گازی هیلیوم نئون,‌ در ناحیه مادون قرمز I.R. (نزدیک μm5/1 میکرومتر) را مورد بهره برداری قرار دادند و از سال 1960 تا کنون عده بیشماری از دانشمندان و محققین جهان، با هزینه

سالیانه میلیاردها دلار, برای تحقیق روی دستگاه های مختلف لیزر و نیز کاربردهای آن کوشش کرده اند.

لیزر یک پدیده بزرگ زمان ماست. موارد کاربرد ویژه خود را دارد و اثر آن عاری از عوارض جانبی هم نیست. همیشه نمی تواند جای روش های جراحی و دارویی یا رادیوتراپی را بگیرد. با این همه اگر آنرا معجزه قرن بیستم بنامیم, گزاف نگفته ایم.

تعریف لیزر:

واژه لیزر مخفف Light Amplification by stimulatesd Emission of Radiation است و اساس کار آن در واقع نشر برانگیخته تابش و گسیل کردن نور برانگیخته که برای تقویت امواج پر فرکانس استفاده می شود. پرتو لیزر ماهیتاً همان فوتون ها یا ذرات نورانی هستند که این فوتونها بعد از گردهمایی و دسته شدن و هم راستایی، تشکیل یک دسته اشعه پیوسته و بسیار قوی را می دهند. بنابراین دستگاه لیزر مولد نور و حکم یک منبع تابش کننده را دارد و شامل یک قسمت تقویت کننده نور که بصورت گاز,‌ مایع, جامد و یا نیمه رسانا و همینطور قسمتی دارای آینه هایی است که اینها نقش تشدید کننده اپتیکی را ایفا می کنند. این تشدید کننده را کاواک و یا حفره لیزری می نامند در واقع امواج تختی که بردار انتشارشان عمود بر سطح آینه هاست, در اثر رفت و برگشت بین در آینه, امواج ساکنی را تشکیل می دهند بنابراین یک لیزر را نوسان کننده چند مدی نیز می نامند یعنی علاوه بر مدهای طولی در یک کاواک لیزر, مدهای عرضی نیز وجود دارد که از نظر شدت پرتویی و فرکانس متغیرند. شدت پرتویی یعنی همان توزیع فضایی که در آن بهره لیزری دارای گستردگی فرکانسی است که به قسمت تقویت کننده بستگی دارد و هرچه پهنای فرکانسی بیشتر باشد

تعداد مدهای طولی که به نوسان در می آیند بیشتر خواهند بود. لیزری که تنها در یک مد طولی نوسان کند به آن لیزر تک مدی گویند که از طریق گذاشتن یک میان بند توزیع میدان الکتریکی در کاواک مشخص می شود.

هر دستگاه لیزر از (1) یک محیط فعال, (2) یک سیستم منعکس کننده (تشدید کننده های لیزری) (3) و یک سیستم دُمِش تشکیل شده است

فیزیک لیزر:

قبل از شرح قسمتهای مختلف یک دستگاه لیزر, لازمست مختصری در مورد فیزیک اتمی و پدیده جذب و گسیل یادآوری گردد. در مورد فیزیک لیزر هر اتم بسته به ترتیب و نظم الکترونهای آن روی مدارات آن, دارای انرژی خاصی است کمترین میزان انرژی ممکن برای یک اتم در سطح پایه Eo است که الکترون ها به هسته نزدیک هستند. در واقع میزان این انرژی وقتی تغییر می کند که یک الکترون از مدار خود به مدار مجاورش جهش کند. بنابراین,‌ یک اتم وقتی دست خوش تغییر وضعیت انرژی می شود که یا به آن فوتون اعمال کرد و یا در اثر اصابت یک الکترون به آن, موجب تحریک شویم یعنی از آنجایی که فوتون یک ذره نورانی عاری از وزن و بار الکتریکی است وقتی این فوتون که با سرعت نور C‌ حرکت می کند و دارای انرژیE, که به فرکانس تابش بستگی دارد, E=h که h همان ثابت پلانک است, در برخورد با اتم جذب آن شده و آن اتم را به حالت تحریک شده یعنی سطح انرژی E1 انتقال می دهد بنابراین اگر انرژی فوتون یک اشعه حادث (محرک) E باشد اختلاف انرژی دو سطح اتم برابر با آن خواهد بود یعنی E1- E= E0

بنابراین در حالت تحریک شده اتم ثباتی ندارد و خودبخود در پایان یک زمان معین به حالت اولیه خود بر می گردد یعنی از یک سطح انرژی بالاتر به یک سطح انرژی پایین بر می گردد و در طی همین گذر یک فوتون آزاد میکند و به حالت اولیه خود بر می گردد.

پس این انرژی جذب کرده از فوتون اشعه حادث را به صورت فوتون با همان فرکانس آزاد می کند این پدیده را گسیل خودبخودی Spontaneous Emission می گویند بنابراین انتشار نور زمانی صورت می گیرد که ذرات منتشر شده از یک سطح بالاتر به یک سطح پایین تر انرژی بروند چون معمولاً آنها در حالت اصلی خود Fondamental state و با انرژی حداقل بسر می برند حال برای آنکه الکترون به تراز بالاتر برود, انرژی فوتون اشعه حادث باعث این ارتقاء می شود ولی اتم تمایلی ندارد در این حالت باقی بماند پس در بازگشت خود به حالت انرژی حداقل, فوتون را آزاد می کند که این فوتونها به صورت تابشی نورانی پس داده می شوند. این عمل دریافت انرژی پس داده شده توسط اتم را جذب گویند.

می دانیم بر طبق قانون بولتزمن, مولکولها و اتمها در پایین ترین سطح الکترونی هستند و برای ایجاد یک انتشار نورانی لازمست اتم را تحریک نمود تا یک نوع وارونگی جمعیت Population Inversion به دست آید این تحریک همانطور که گفته شد توسط فوتون یک اشعه حادث با انرژی E صورت می گیرد. بنابراین در یک انتشار نورانی از یک فوتون, دو فوتون به دست می آید که هر کدام از اینها به نوبه خود با یک اتم تحریک شده دیگر برخورد خواهند کرد و در نتیجه, چهار فوتون مشابه تولید خواهند کرد و این تسلسل به میزان و تعداد اتمهای معکوس شده ادامه می یابد پس بدین طریق انرژی اولیه تقویت قابل ملاحظه ای پیدا خواهد کرد و از آنجایی که فوتونهای آزاد شده دارای فرکانس و فاز و جهت یکسان هستند, منجر به پدیده تشعشع تحریک stimulated Emission می شود که وقتی در یک کاواک یا حفره لیزری قرار گیرد, نور کاملاً یکرنگ و هدایت شده بوجود خواهد آمد.

نکته قابل توجه اینست که باید ماده ای انتخاب شود تا ضریب تقویت آن بالا باشد تا در نتیجه, با وجود تلفات انرژی, بتواند انرژی مفید قابل توجهی ایجاد کند. حال برای تفسیر کامل مطالب فوق یعنی نحوه تولید نور لیزر, ابتداً قسمتهای اصلی یک دستگاه لیزر را بررسی می کنیم:

(1) محیط فعال Active Medium: این محیط دارای ماده واسط که ماده اصلی قابل یونیزه شدن است تا بتوانند توسط تشعشع تحریکی از یک منبع نوری انرژی گرفته و اشعه نورانی تولید کند، این ماده را ماده فعال نیز می نامند. اتمهای این ماده فعال قابل تحریک و معمولاً یک یا دو کوانتوم انرژی بیشتری از اتم در حالت اصلی خود دریافت کرده اند و به حالت نیمه پایدار Meta stable state می رسند و در این حالت به مدت نسبتاً طولانی باقی می مانند تا بقیه اتم های این ماده نیز تحریک شده و در نتیجه تعداد اتم های تحریک شده از اتم های سطح زمینه بیشتر شود که این همان وارونگی جمعیت Population Inversion چون این اتم های تحریک شده تمایل به بازگشت به سطح اولیه خود را دارند به محض بازگشت اتم به حالت عادی, انرژی دریافت کرده را به صورت فوتون آزاد می کند که بصورت گسیل خودبخود (spontaneous Emission) از آن یاد می برند. زیرا این فوتون به طریق آزادسازی خودبخودی (فلورسانس) پدید آمده است.

براساس این روند فوتون آزاد شده از یک اتم,‌ در برخورد با اتم تحریک شده دیگر, باعث پیدایش دو فوتون مشابه می شود. به همین طریق فوتون های پدید آمده, در برخورد با دو اتم تحریک شده و دیگر, سبب ایجاد چهار فوتون شده و این روند به طور تصاعدی ادامه پیدا می کند و منجر به تولید فوتون های بسیاری می گردد که این پدیده را گسیل تحریکی stimulated Emission می نامند. بنابراین مجموع بسته های انرژی فوتون ها که دارای فرکانس و فاز و جهت یکسان هستند، همان طیف نور لیزر را تشکیل می دهد. چون کوانتوم های انرژی مساوی است, طول موج حاصل نیز, همرنگ و بستگی به نوع ماده فعال یعنی سطوح انرژی لایه های خارجی الکترونی آن دارد. در واقع نوع ماده فعال مورد استفاده, مقدار انرژی فوتون یا طول موج آن را تعیین می کند.

(2) تشدید کننده لیزری Laser Medium فوتون های جاری به موازات محور اپتیکی به آینه تمام بازتابان که در انتهای محیط فعال تعبیه شده برخورد و منعکس می شود در نتیجه فوتونها به داخل محیط فعال رانده می شوند تا با برخورد با اتم های تحریک شده دیگر در ایجاد فوتون های جدید شرکت کنند. فوتون گسیل شده از طرف دیگر محیط فعال که دارای آینه نیمه شفاف می باشد به خارج منتشر می شود (آینه نیمه بازتابان).

قسمتی از فوتون ها که در جهت محور محفظه حرکت نمی کنند به دیواره اطراف برخورد کرده و انرژی خود را بصورت گرما به اطراف آزاد می کنند و از دور فعالیت خارج می گردند.

(3) سیستم دمش (Pumping) در واقع بعنوان یک منبع انرژی برای آماده ساختن (پمپاژ) ماده فعال و تزریق انرژی به اتم ها و مولکولهای آن استفاده می شود و با روش هایی که به صورت پمپاژ نوری (Optical pumping) و یا پمپاژ شیمیایی (chemical Pumping) و یا پمپاژ حرارتی (heat Pumping) و یا پمپاژ الکتریکی (electrical Pumping) استفاده می شود. در مورد آخری، پمپاژ برقی توسط تخلیه الکتریکی فوق العاده شدید در مخزن گازی صورت می گیرد. این تخلیه، اتم ها و مولکول های گاز را به الکترون های فعال تبدیل نمود. تراکم فشرده تر در تراز بالا را سبب می شود. برخورد Collision اتم ها و مولکولها گاز به خاطر اینکه موجبات تشدید (رزونانس) انرژی می شود از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در اثر پمپاژ ماده فعال در حفره لیزری (کاواک), دسته طیف نورانی لیزر تولید می شود که حفره را از طریق آینه نیمه بازتابان در می نوردد. یعنی به محض اینکه پمپاژ شروع می شود مقدار زیادی از اتم ها از مخزن لیزر حالت تهییجی خود را افزایش می دهند. نشر تابش در تمام جهات صورت می گیرد و نور صادره بوسیله بازتاب های متعدد آینه های موازی ابقاء و حفظ می شود و شدت آن از طریق پدیده نشر برانگیخته افزایش پیدا میکند. این نشر برانگیخته با هر عبور طول موج از حفره لیزر به مقیاس فزاینده ای می رسد و بین تابشی که حفره از طریق آینه نیمه بازتابان می نوردد و میزان پمپاژ برای ایجاد تراکم معکوس population Inversion به سرعت تعادل برقرار می شود و این اشعه تولید شده صفات ممیز ای چون همدوسی و تکفامی از خود نشان می دهد. البته نسبت توان اشعه به توان پمپاژ را بازده لیزر (Efficiency of laser) تعریف می کنند.

ویژگی های اصلی نور لیزر:

الف) تکفامی نوری (monochromatical) بستگی به طول موج ویژه هر لیزر و میزان خلوص آن دارد که در سایر منابع نورانی دیگر وجود ندارد مثلاً در یک چشمه نور عادی با شدت زیاد از آنجایی که انرژی آن در محدوده وسیعی از طول موجها توزیع گردیده است, نمی تواند نور تکفام با شدت زیاد بدست آورد. در اصل اشعه لیزر در یک محدوده فرکانسی مشخص، منتشر می شود که بستگی به نوع ماده, محیط فعال لیزر و فضای تشدید کننده آن دارد.

ب) همدوس (coherence) بستگی به فاز آن دارد یعنی تمامی فوتون های تشکیل دهنده یک دسته اشعه به طریق منظم و با یک فاز منتشر می شوند. در اصل قسمت عمده منابع نوری مورد استفاده حاصل گسیل خودبخودی است اما در نور لیزر, که از طریق پدیده گسیل القایی Stimolated Emission تولید می شود, کوانتومها (اتم ها- مولکولها و یونها) همه دقیقاً همزمان در یک راستا انتشار می یابند و دقیقاً هم فازند پس بنابراین همدوسند (coherent). البته در موردی که کوانتومها راستاهای مختلف و اختلاف فاز داشته باشند, ناهمدوسند. (noncoherent).

وقتی می گویم نور لیزر همدوس است یعنی کوانتومهای آن دارای هماهنگی کامل و امواج آن هم فازند پس طول موج یکسان آنها باعث تکرنگی و کوانتومها انرژی مساوی دارند پس این نور در یک راستا و موازی است.

در مورد نمودهای تابش TEM(Transvers-electromagnetic) می دانیم تمام لیزرها انرژی را بصورت یک باریکه موازی نور, که توزیع شدت در ستون اشعه آن یکسان است, صادر می نمایند (البته اگر اختلافی باشد اساساً مربوط به محیط تحریک شده و یا تشدید کننده و غیره دارد.) وقتی حداکثر تابش در مرکز صفحه عمود بر محور توزیع تابش Propagation Axis, وجود دارد تابش به صورت نمود اصلی(fondmental mode) TEM0,0 نمایانده می شود. در واقع ناپدید شدن تدریجی شدت بصورت گوسی است, در حالیکه برای نمودTEM0,1 (higher order mode) (donut mode) دو کوهانه با تعقر در می آید. اثر تابش در این حالت بر محور اصلی، حداقل و با افزایش شعاع از این محور، در روی دایره ای که مرکز آن بر محور منطبق است، به حداکثر می رسد. در عمل اندازه لکه نورانی (Spot size) بر مبنای فاصله شعاع این دایره نورانی از مرکز منطبق با محور اصلی ارزیابی می شود برای کاربرد جراحی باید اشعه لیزر را برای کسب چگالی با توان بالا کانونی تر نمود یعنی شعاع کانون حداقل که بر مبنای منحنی گوسی از رابطه :

فاصله کار اشعه                                            

طول موج λ

قطر عدسی تمرکز دهنده Dدر واقع برهمکنش کیفی تابش الکترومغناطیس با ماده صرفاً فرکانس تابش بستگی دارد و به شدت تابش بستگی ندارد یعنی هرچه تابش ها پر انرژی تر باشند قدرت نفوذ در بافت بیشتر می شود مثل اشعه γ و اشعه x.

اما هر چقدر طول موج تابش افزایش یابد، انرژی آن رو به کاهش می گذارد و برهمکنش با پیوندهای ملکولی منجر به شکستن پیوندهای مولکولی بافت و یونیزه شدن آن نمی شود و اثرات غیر حرارتی آن مهیا می شود. در مورد برهمکنش کمی که بستگی به شدت تابش انرژی کل صرف شده در بافت و میزان ذخیره انرژی در طول موج تابش دارد، همانطور که قبلاً نیز گفته شد هنگام برخورد پرتوی لیزر به بافت بیولوژیک برهمکنش هم به پارامترهای لیزر و هم به خواص اپتیکی بافت (که عبارت بودند از بازتاب، پراکندگی، جذب که اشتراکاً عبور را تعیین می کنند) بستگی دارد.

اگر بخواهیم در مورد جذب و پدیده استهلاک طول موج گفته باشیم، فرض می کنیم شدت ستون اشعه موازی It که به لایه نازکی از یک بافت با ضخامت x برخورد نماید.

اگر Ir بخش بازتاب یافته و Io بخش جذب شده و I بخش عبور کرده باشد حاصل:

It-Ir=I

ضمن اینکه رابطه بین I و Io بصورت: I=Io×10-αx که در آن ضریبα ثابت یا همان ضریب جذب که متناسب با طول موج تابش و ترکیب فیزیکی و شیمیایی بافت جذب کننده است. حال وقتی ضخامت صفحه  باشد شدت تابش عبور یافته بصورت:

یعنی 90% درصد تابشی که به بافت رخ می دهد در ضخامت جسم جذب می گردد. در واقع ضخامت L مانند α، به خصوصیات جذبی ماده مربوط می شود و «استهلاک طول موج» خوانده می شود. هرگاه ضخامت 2L باشد صفحه دوم با ضخامت L، 90% از 10% را که به آن برخورد می کند، جذب خواهد کرد و یک درصد از اشعه اصلی باقی می ماند که آن را از خود عبور می دهد. اگر سه استهلاک طول موج 3L فرض شود عملاً اشعه ای برای تابش نخواهد ماند که از این صفحات عبور کند.

معمولاً امواج طیف نور لیزر در عبور از یک بافت، بخاطر عدم تجانس در مواد تشکیل دهنده بافت های زنده، در ستون موازی اشعه حالت توازی خود را از دست می دهند و تغییر جهت می دهند. این انحراف در تمامی جهات صورت گرفته و تابش با حجم بیشتر به صورت مخروطی است و نه استوانه ایی، که به آن تفرق می گویند. تفرق زمانی بالا خواهد بود که ماده غیرمتناجس و جذب ماده پایین باشد. در عمل بدلیل پدیده جذب در طی برهمکنش، بافتی که در معرض انرژی تابشی لیزر است، براساس خصوصیات جذبی و تفرق، حجمی از بافت تعیین می گردد که به آن حجم بحرانی (Vcr) (Critical volume) اطلاق می گردد. Vcr استوانه ای است دارای مقطع عرضی در ستون اشعه در طولی که برای استهلاک طول موج لیزر می باشد یعنی:                                   =A×L Vcr

مثلاً در مورد لیزر Nd:YAG شکل Vcr، بدلیل طول موج این لیزر، پیچیده و تفرق آن زیاد است و شدت اشعه بالاست یعنی می توان آنرا همانند استوانه ای در نظر گرفت که در ازای آن استهلاک طول موج مؤثر Leff و سطح مقطع متوسط Aavv آن چندین برابر سطح مقطع ستون اشعه می باشد. در شرایطی که ستون اشعه لیزر دارای سطوح مقطع یکسان و دارای توان برابری باشند، لیزر Nd:YAG برای توده های حجمی بزرگتر بافت، گرما زا بوده و تأثیر متناسب بر جای می گذارد.

در لیزر از سه پدیده اساسی که نتیجه برهمکنش موج الکترومغناطیسی (em) با ماده‌اند، استفاده می‌شوند. این سه فرآیند به ترتیب عبارتند از گسیل خودبخود، گسیل القایی و جذب.

1ـ گسیل خود بخود: در یک اتم دو تراز 1 و 2 با انرژی‌های E1 و E2 را در نظر می‌گیریم که اگر تراز 1 پایه در نظر گرفته شود، در این حالت E2 < E1 است. اکنون فرض می‌کنیم اتمی از ماده ابتدا در تراز 2 باشد، از آنجایی که E2>E1 ، اتم به فروافتادن به تراز 1 پایه گرایش پیدا می‌کند. بنابراین اختلاف انرژی hv=E2-E1 آزاد شود وقتی این اختلاف انرژی بصورت منبع الکترومغناطیسی گسیل شود آنرا گسیل خودبخود یا تابشی می‌گویند فرکانس موج تابش‌شده از رابطه زیر بدست می‌آید که درآن h ثابت پلانک است البته ما در کل دو طریق فرو افت داریم: فروافتی که اتم از تراز 2 به تراز 1 بدون تابش صورت می‌گیرد و همینطور فروافتی که با تابش همراه است. در صورتی که بدون تابش باشد ممکن است بصورت انرژی جنبشی، چرخشی و یا الکترونی ب

مولکولهای محیط منتقل شود) پس آهنگ فروافت N2 تعداد اتم در واحد حجم مربوط به تراز 2، در تراز پایه را بصورت:

که در آن A ضریب اینشتن و طول عمر گسیل خودبخود است. در این پدیده رابطه فازی معینی بین موج گسیل شده از یک اتم و موجی که از اتم دیگر گسیل می‌شود وجود ندارد و امواج در کلیه جهات گسیل می‌شوند.

2ـ گسیل القایی: مجدداً فرض می‌کنیم اتم در ابتدا در تراز 2 قرار گرفته، اگر موج الکترومغناطیسی با فرکانس فرودی بر اتم فرود آید که این فرکانس برابر فرکانس گسیل خودبخود باشد این احتمال وجود دارد که این موج، اتم را به گذار 1à2 وا دارد.در این مورد اختلاف انرژی E2-E1 آزاد شده به صورت موج الکترومغناطیسی به موج فرودی افزوده می‌شود. این پدیده را گسیل القایی می‌نامند بنابراین چون در این فرآیند اعمال موج الکترومغناطیسی فرودی صورت می‌گیرد، گسیل هر اتم بصورت همفاز با موج فرودی خواهد بود ضمن اینکه به آن نیز افزوده میشود بنابراین موج فرودی جهت موج گسیل را نیز تعیین می‌کند پس داریم: که آهنگ گذارهای 1à2 در نتیجه گسیل القایی است و W21 احتمال گذار القایی نامیده می‌شود که بر خلاف ضریب A ، نه تنها به گذار بخصوصی بستگی دارد، بلکه به شدت موج الکترومغناطیسی فرودی نیز بستگی دارد. یعنی برای موج تخت الکترومغناطیسی‌ داریم که در آن F شار فوتون موج فرودی و کمیتی است که دارای ابعاد سطحی و به آن سطح مقطع گسیل می‌گویند و تنها به گذار موردنظر بستگی دارد.

3ـ جذب: اکنون فرض می‌کنیم اتم ابتدا در تراز 1 پایه باشد. میدانیم اتم در این تراز باقی می‌ماند مگر آنکه نیرویی خارجی به آن اعمال شود. اگر موج الکترومغناطیس با فرکانس به ماده برخورد کند احتمال اینکه اتم از تراز پایه به تراز بالاتر 2 برود معین است پس اختلاف E2-E1 مورد احتیاج اتم برای این گذار از انرژی موج الکترومغناطیس فرودی تأمین می‌شود پس آهنگ جذب W12 :

ضمن اینکه احتمال گذار جذب نامیده میشود که در آن سطح مقطع جذب که فقط به نوع بخصوص‌گذار بستگی دارد.

نتایج هر سه فرآیند به قرار زیر است:

1ـ در گسیل خودبخود، اتم از تراز 1à2 فرو می‌افتد و یک فوتون گسیل می‌کند.

2ـ در گسیل القایی، فوتون فرودی به اتم گذار 1à 2 را القاء می‌کند و دو فوتون خواهیم داشت (فوتون القاکننده و فوتون القا شده)

3ـ در جذب، فوتون فرودی برای ایجاد گذار 2 à1 جذب اتم می‌شود.

از آنجایی که احتمال گسیل القایی و جذب برابرند پس بطور کلی را سطح مقطع‌گذار می‌نامند.

در واقع تعداد اتمها در واحد حجم در یک تراز بخصوص N را انبوهی جمعیت آن تراز نامیده می‌شود.

وقتی دو تراز انرژی دلخواه 1 و 2 از ماده‌ای را در نظر بگیریم که به ترتیب انبوهی این دو تراز N1 و N2 باشند، اگر موجی تخت باشد متناظر با شارفوتون F در امتداد محور Z از ماده عبور کند، تغییر جزئی این شار ناشی از هر دو فرآیند گسیل القایی و جذب در ناحیه هاشورخورده شکل مقابل از رابطه: بدست می‌آید. این رابطه نشان می‌دهد اگر باشد یعنی اگر N2>N1 باشد‌، ماده مثل تقویت کننده رفتار می‌کند و در حالیکی اگر N2<N1 باشد، رفتار ماده بصورت جذب‌کننده خواهد بود پس در حالت ترازمندی گرمایی، انبوهی ترازهای انرژی با رابطة آمار بولتزمن توصیف میشود:

که در آن K ثابت بولترمن و T دمای مطلق ماده است.

در حالت اول N2>N1 ناترازمندی بوجود می‌آید که ماده رفتار تقویت‌کننده از خود بروز می‌دهد و پدیده گسیل القایی برجذب غلبه می‌کند در اینصورت در ماده وارونی انبوهی داریم در حالت دوم N2<N1 ترازمندی گرمایی بوجود می‌آید که ماده رفتار جذب‌کننده از خود نشان می‌دهد و در فرکانس را عمل می‌کند و این وضعی است که در شرایط معمول داریم. بنابراین ماده‌ای که در آن وارونی انبوهی (PoPulation Inversion) بوجود آید، ماده فعال (ActiveMedium) نامیده می‌شود و چنانکه فرکانس گذار در ناحیه اپتیکی قرار گیرد تقویت‌کننده داریم و لیزر است اما اگر فرکانس گذار در ناحیة میکرو موج قرار گیرد به آن میزر (MASER) (Microwave Amplification by Stimolated Emission of Radiatio) گویند. برای آنکه از یک تقویت کننده بتوانیم نوسانگر بسازیم (oscillator) ، باید از فیدبک مثبت مناسبی استفاده کنیم. در مورد لیزر فیدبک غالباً با قرار دادن ماده فعال بین دو آینه کاملاً بازتابنده تأمین میشود ولی در مورد میزر این کار با قرار دادن ماده فعال در کاواک حفره تشدیدی لیزر، که فرکانس را تشدید کند، انجام می‌گیرد. در هر دو مورد ذکر شده شرط آستانة بخصوصی لازم است: در مورد لیزر، نوسان وقتی شروع می‌شود که بهره ماده فعال بر تلفات در لیزر غلبه کند(مثلاً به علّت خروج پرتو از یک آینه وقتی یکی از دو آینه نیمه شفاف انتخاب شود باریکه مفید لیزر از آن آینه خارج میشود). بهره در هر بار عبور از ماده

فعال (یعنی نسبت شار فوتون خروجی به شار فوتون ورودی) برابر است با : که طول ماده فعال است یعنی موج تخت الکترومغناطیسی در امتداد عمود بر سطح دو آینه رفت و آمد خواهد کرد و ضمن هر بار عبور از ماده فعال تقویت میشود. چنانچه تلفات موجود در کاواک(حفره لیزر) تنها به علّت تلفات تراگسیل باشد، آستانه حاصل خواهد شد یعنی وقتی که برابر واحد شود: که در آن R2 و R1 توان بازتابندگی دو آینه است یعنی وقتی وارون انبوهی به مقدار بحرانی آن، که آنرا وارونی بحرانی (Critical Inversion) می‌نامند، برسد آستانه حاصل میشود. در این اثناء از گسیل خودبخود نوسان بوجود خواهد آمد و فوتونها که در امتداد محور کاواک بصورت خودبخود گسیل می‌شوند، در واقع فرآیند تقویت را‌ آغاز می‌کنند.

و...

NikoFile

دانلود پایان نامه لیزر و لیزر درمانی کاربرد های آن در پزشکی

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه لیزر و لیزر درمانی کاربرد های آن در پزشکی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

لیزر و لیزر درمانی (کاربرد های آن در پزشکی)

مربوط به :فیزیک

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:50

فهرست مطالب :

تاریخچه ...........................................................1

تفاوت پرتو لیزر با نور معمولی...................................3

تقسیم بندی لیزر ها............................................5

معرفی چند نوع لیزر ............................................5

لیزر اتمی - یونی.................................................5

لیزر هلیوم-نئون.................................................6

لیزر آرگون........................................................8

لیزر بخار مس.....................................................10

کاربرد های لیزر ..................................................12

لیزر پزشکی و کاربرد های آن ...................................13

اصول درمان لیزر های کم توان...................................14

سوالات رایج در مورد لیزر درمانی................................18

لیزر درمانی.......................................................20

انواع جراحی های اصلاحی لیزیک..............................21

Lasic-rrk..........................................................22

prk................................................................25

آینده نگری و حفاظت ............................................26

موارد عمل لیزیک................................................27

موارد منع لیزیک..................................................28

اشکالات عمل لیزیک.............................................32

عارضه خشکی چشم بعد از عمل..............................39

چکیده :

کلمه لیزر (LASER) از حروف اول کلمات Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation گرفته شده است

تاریخچه و معرفی :

لیزر مخفف عبارت: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiationمی‌‌باشد. و به معنای تقویت نور توسط تشعشع تحریک شده است. اولین لیزر جهان توسط « تئودور مایمن » اختراع گردید که در آن از یاقوت استفاده شده بود. در سال ۱۹۶۲ پروفسور علی جوان, اولین لیزر گازی را به جهانیان معرفی نمود و بعدها نوع سوم و چهارم لیزرها که لیزرهای مایع و نیمه رسانا بودند اختراع شدند. در سال ۱۹۶۷ فرانسویان توسط اشعه ی لیزرِ ایستگاههایِ زمینیشان, دو ماهواره ی خود را در فضا تعقیب کردند, بدین ترتیب لیزر بسیار کار بردی به نظر آمد. نوری که توسط لیزر در یک سو گسیل می‌‌گردد بسیار پر انرژی و درخشنده است و قدرت نفوذ بالایی نیز دارد به طوری که در الماس فرو می‌‌رود.

امروزه استفاده از لیزر در صنعت به عنوان جوش آورنده ی فلزات و چاقوی جراحی بدون درد در پزشکی بسیار متداول است.

لیزر آخرین و پیشرفته ترین منبع نوری ماست . به عبارت بهتر لیزر تشعشع تولید شده توسط تقویت کننده های نوری میباشد که در طیف های مختلف از مادون قرمز تا فوق بنفش آن در پزشکی کاربرد دارد. نور لیزر مادون قرمز و فوق بنفش را با چشم نمیتوان دید. لیزر منبع نوری است که نور بینهایت خالص تولید میکند . درنور خالص بجای طیفی از طول موجها ، فقط یک طول موج داریم . اگر منشوری را جلوی یک منبع نور معمولی نگه داریم شما میتوانید طیفی از رنگها (قرمز-نارنجی-زرد-سبز-آبی-نیلی-بنفش) را که از طرف دیگر منشور خارج میشود مشاهده نمایید در حالیکه اگر این منشور را در مقابل نور لیزر بگیریم همان رنگی که وارد منشور میشود از طرف دیگرش خارج میشود و دیگر طیفی از نور مشاهده نخواهد شد.

از مشخصات دیگر نور لیزر همدوسی آن است که در نور معمولی وجود ندارد .امواج نور معمولی درهم وبرهم است ولی امواج نور لیزربا هم بالا و پایین میروند . به این خاصیت نور لیزر همدوسی یا کوهرنسی میگویند.

تفاوت پرتو لیزر با نور معمولی

پرتو لیزر دارای چهار خاصیت مهم است که عبارتند از:

شدت زیاد ، مستقیم بودن ، تکفامی ‌و همدوسی.

لیزرها در اشکال گوناگون وجود دارند. ممکن است تصور شود که پرتو لیزر همانند اشعه ایکس ، گاما ، ماورا بنفش و مادون قرمز جایگاهی معین در طیف الکترومغناطیسی را داراست، حال آنکه این پرتو می‌تواند هر کدام از فرکانسهای محدوده طیف نامبرده را در برگیرد، با این تفاوت که دارای مشخصاتی از قبیل تکفامی، همدوسی و شدت زیاد است.

اینکه چگونه می‌توان پرتو لیزری با فرکانسهای دلخواه را تولید نمود، کار دشواری است که عملا با آن روبرو هستیم. مشکل دیرپا در تابش لیزری، فقدان پوشش گسترده طول موجی در آن است. به دلیل اینکه لیزرها به‌خودی ‌خود فاقد قابلیت تنظیم طول موج هستند، پوشش کل طیف نورانی نیاز به ابزارهای متعدد و جداگانه دارد.

تکفامی چیست؟

مشخصه بارز نور لیزر و خاصیتی که بیشترین ارتباط را با کاربردهای شیمیایی دارد، تکفامی اساسی آن است. این خاصیت از این حقیقت منشأ می‌گیرند که تمام فوتونها در اثر گذار بین دو تراز انرژی اتمی یا مولکولی مشابه ، نشر می‌شوند و بنابراین تقریبا فرکانسهای دقیقا یکسانی دارند. تعداد کمی از فرکانسها با فواصل اندک از یکدیگر ، ممکن است در عمل لیزر حضور داشته باشند، بطورری که برای رسیدن به تکفامی بهینه باید وسیله اضافی دیگری را برای گزینش فرکانس لیزر تعبیه کرد. معمولا برای این کار از یک نسخه استفاده می‌شود که عنصری اپتیکی است که درون حفره لیزر قرار می‌گیرد و به گونه‌ای تنظیم می‌شود، که تنها یک طول موج معین بتواند بین دو آینه انتهایی ، بطور نامتناهی به جلو و عقب حرکت کند.

همدوسی زمانی و مکانی لیزر

همدوسی زمانی فوتونهای نور لیزر به معنی هماهنگی بین آنها از لحاظ وضعیت ارتعاشی (فاز) آنهاست. همدوسی مکانی نور لیزر به معنی هماهنگی بین فوتونهای تشکیل دهنده نور لیزر از لحاظ راستای انتشار آنهاست. به لحاظ همدوسی زمانی که در نور لیزر وجود دارد، قدرت تأثیر گذاری فوتونهای آن در نقطه هدف بسیار بالاتر از نورهای معمولی است؛ زیرا طبق اصل برهمنهی امواج ، به دلیل همفاز بودن این فوتونها میدانهای الکتریکی‌شان مستقیما باهم جمع شده و میدانی قوی را بوجود می‌آورند.

تقسیم بندی لیزرها

طبقه بندی لیزر در حالت کلی:

لیزرها بر اساس آهنگ خروج انرژی از آنها به دو دسته "پیوسته‌کار" و "پالسی" تقسیم ‌بندی می‌شوند. نور لیزرهای پیوسته‌کار بطور پیوسته گسیل می‌شود، ولی نور لیزرهای پالسی در زمانهای کوتاه که به این زمان "دوام پالس" گفته می‌شود ارائه می‌گردد. فاصله زمانی ارائه دو پالس متوالی معمولاً خیلی بیشتر از زمان دوام پالس است. لیزرهای پالسی به‌دلیل اینکه می‌توانند انرژی خود را در زمان کوتاهی ارائه دهند، معمولاً دارای توانهای بالاتری می‌باشند.

لیزرها را براساس حالت ماده لیزر زا هم به لیزرهای حالت جامد ، لیزرهای گازی ، لیزر رزینه ، لیزرهای نیمه‌هادی (دیودهای لیزری)، و لیزرهای الکترون آزاد و.... تقسیم ‌بندی می‌کنند. همچنین ممکن است لیزرها را براساس نوع ماده تشکیل‌دهنده محیط لیزر زایی نیز تقسیم‌بندی کرد. لیزر یاقوت ، لیزر نئودیوم- یگ ، لیزر دی اکسید کربن ، لیزر هلیوم- نئون و انواع لیزرهای دیگر بر این اساس نامگذاری شده‌اند.

معرفی چند نوع از موارد معرفی شده لیزر.........

لیزرهای اتمی و یونی:

رده ای از لیزرها که محیط فعال آنها یک گاز است، انواع گسترده ای از وسایل را در بر می گیرد. معمولاً گاز یا تک اتمی است یا اینکه از مولکولهای بسیار ساده تشکیل می شود. مثالهایی از لیزرهای تک اتمی در این بخش مطرح می شوند، در هر دومورد، چون نشر لیزر از وقوع گذارهای نوری در اتمها یا مولکولهای آزاد ناشی می شود، پهنای خط نشر می تواند بسیار کم باشد. معمولاً گاز درون لوله ای  سربسته است و برانگیختگی اولیه با تخلیه الکتریکی انجام می شود، بدین ترتیب دربسیاری از موارد، بخش درونی لیزر شباهتی نمادین به لامپ فلوئورسنت معمولی دارد.

لوله لیزر می تواند از مواد مختلفی تهیه کرد و الزاما نیازی به شفاف بودن آن نیست. متاسفانه معمولاً   فلزات مورد استفاده قرار نمی گیرند، زیرا باعث ایجاد اتصال کوتاه در وسیله می شوند. به طور معمول از سیلیس و همچنین از بریلیم اکسید که برای منابع پر توان با رسانایی گرمایی زیاد مناسب است، استفاده   می شود. داشتن یک لوله لیزری با مخلوطی از دو گاز، که یکی در مرحله دمش و دیگری در نشر لیزر به کار می رود، امری بسیار عادی است معمولاً چنین لیزرهای گازی بسیار اعتماد پذیرند، زیرا برخلاف لیزرهای حالت جامد، در اینجا امکان آسیب گرمایی محیط فعال وجود ندارد و برای مقاصد معمولی، پرمصرفترین لیزرند.

لیزر هلیوم ـ نئون:

لیزر هلیم ـ نئون، نخستین لیزر CW بود که ساخته شد و همچنین نخستین لیزری بود که در 1962، به طور تجاری در دسترس قرار گرفت. محیط فعال، مخلوطی از دو گاز است که در فشار پایین در لوله شیشه ای قرار گرفته اند، فشار جزئی هلیم تقریباً mbar 1 و برای نئون mbar 1/0 است. برانگیختگی اولیه با تخلیه الکتریکی انجام می شود و عمدتا برای برانگیختن اتمهای هلیم دراثر برخورد الکترون به کار می رود. به دنبال آن اتمهای هلیم برانگیخته در فرایند انتقال انرژی در اثر برخورد به اتمهای نئون شرکت می کنند،  چون ترازهای معینی از هلیم و نئون انرژی بسیار نزدیکی دارند، این فرایند اتفاق می افتد، در نتیجه انتقال با کارایی بالایی انجام می شود. چون ترازهای نئون که بدین طریق جمعیت دار میشوند، در بالای پایینترین حالتهای برانگیخته قرار می گیرند، نسبت به این ترازها وارونگی جمعیت رخ می دهد و نشر لیزر امکان پذیر میشود. در اینجا دو نکته را باید خاطر نشان ساخت. نخست، دقت کنید که اسامی معمول حالتها را  نمی توان برای ترازهای انرژی نئون بکاربرد، زیرا جفت شدگی راسل ـ ساندرز در اینجا به کار نمی رود. دوم، هر آرایش الکترونی به چند حالت نزدیک به هم منتهی میشود، ولی تنها آنهایی که مستقیما در لیزر درگیرند، درنمودار نشان داده شده اند.

در مرحله نشر لیزر، سه طول موج متمایز می تواند ایجاد شود، یک طول موج مرئی با توان درحد میلی وات، در ناحیه قرمز در nm 8/632 و دو طول موج زیر قرمز با توان نسبتا کمتر در 152/1 m m 391/3 ظاهر می شود. واضح است که برای عمل لیزر در هر یک از این طول موجها، تجهیزات اپتیکی زیر قرمز مورد نیاز است. پس از نشر، با درگیر شدن نئون در یک واپاشی غیر تابشی دو مرحله ای به سمت حالت پایه، چرخه ایجاد لیزر کامل می شود. این مرحله شامل گذار به تراز شبه پایدار s  3   p2 ، به دنبال غیر فعالسازی برخوردی در سطح درونی لوله است. برای آنکه لیزر به طور کارآمد عمل کند باید مرحله آخر سریع باشد، به همین دلیل نسبت سطح به حجم لوله لیزر، باید تاحد امکان بزرگ گرفته شود که معمولاً به معنای کوچک کردن قطر لوله است. درعمل لوله ها تنها چند میلی متر قطر دارند. اخیراً از سایر گذارهای بسیار ضعیف برای تولید لیزر هلیم ـ نئون mW 1 که طول موجهای مختلفی از جمله nm 5/543 در سبز نشر می کند استفاده شده است. ویژگی اصلی این لیزر آن است که از هر لیزر سبز دیگری ارزانتر است.

لیزرهای هلیم ـ نئون به طور پیوسته کار می کنند و علی رغم توان خروجی پایین، از دو ویژگی کوچکی و ارزانی نسبی سود می برند. بدین ترتیب می توان آنها را بیش از هر لیزر دیگری در کاربردهای مختلف پیدا کرد. در جایی که توان چندان اهمیتی نداشته باشد، عملیات مبتنی بر پهنای نازک باریکه لیزر، کاربرد اصلی است. انواع پیمایشگرهای نوری که برای کنترل کیفیت و اندازه گیری در صنعت به کار می روند، مثالی ازکاربرد مذکورند. به علاوه پیمایشگرهای هلیم ـ نئون درسیستمهای دیسکهای ویدیویی نوری، وسایل بازخونی رمزهای میله ای در فروشگاهها و تجهیزات بازشناخت نوری حروف، نیز به کار برده     می شوند. چاپ الکترونیکی و همراستاسازی نوری، از جمله سایر کاربردهای این لیزر است. لیزر هلیم ـ کادمیم، نمونه مشابه دیگری است که در آن گذارها در اتمهای آزاد کادمیم به نشر میلی واتی m n 422 در آبی nm 325 در فرابنفش منجر می شود. خط آبی ویژه برای کاربردهای با تفکیک بالا در صنعت چاپ و نشر، بسیار مناسب است.

لیزر آرگون:

لیزر آرگون، معروفترین مثال از خانواده ای از لیزرهای یونی است که در آنها محیط فعال یک گاز بی اثر تک جزئی است. گاز با فشار تقریباً m bar  5/0 ، درون یک لوله پلاسما با سوراخ 2 تا mm  3 نگه داشته و با تخلیه الکتریکی برانگیخته می شود. اتمهای آرگون یونیده و در اثر برخورد الکترون برانگیخته می شوند. بنا به ماهیت فرایند دمش، چندین حالت برانگیخته یونی جمعیت دار می شوند و   آنهایی که مسئول عمل لیزرند، توسط دو برخورد پی درپی، در حد متوسط جمعیت دار میشوند. برقراری وارونگی جمعیت در بین این حالتها و سایر حالتهای کم انرژیتر، باعث نشر تعدادی طول موج گسسته درگستره 350 تا nm 530 می شود دو خط قویتر در 0ر488 و nm 5ر514 ظاهرمیشوند. این دوخط در اثر گذار رو به پایین ازحالتهای تک یونیده با آرایش الکترونی   p4  p 3 s  3  به حالت s 4 p 3  s 3  نشر  می شوند. به دنبال آن، واپاشی تابشی مجدد، به حالتهای چندگانه همراه با آرایش یونی p  3  s 3  انجام می شود و چرخه یا توسط الکترون گیراندازی یا برانگیختگی برخوردی مجدد، به پایان می رسد. یونهای دوبار یونیده Al در نشر فرابنفش نزدیک لیزر دخیل اند.
چون چند طول موج با این لیزر ایجاد می شود، معمولاًبرای گزینش یک طول موج خاص برای تقویت،   در بین دو آینه انتهایی، یک سنجه یا منشور پاشنده قرار می دهند. بدین ترتیب طول موجهای خروجی را  می توان با تغییر در راستای آنها تغییر داد. باگزینش یک مد طولی پهنای خط خروجی تنها به اندازهcm 0001ر0قابل دستیابی است. دمش ترازهای یونی لازم برای عمل لیزر، به ورود انرژی زیاد و پیوسته ای نیاز دارد و کارایی به نسبت پایین وسیله، به معنای آن است که مقدار زیادی انرژی گرمایی باید از دست داده شود. بنابراین، خنک کردن عامل مهمی در طراحی است و گردش آب در پوشش اطراف لوله متداولترین راه حل است، هر چند لیزرهای آرگون CW در گستره مقادیر میلی وات تا حد W 25 است.

لیزرهای آرگون به نسبت گران و شکننده اند و معمولا طول عمر لوله آنها به 1000 تا 10000 ساعت محدود می شود. سایش دیواره های لوله توسط پلاسما که باعث ته نشینی غبار روی پنجره های خروجی بروستر می شود یکی از دلایل اساسی طول عمر محدود لیزرهاست. خود آرگون نیز در اثر یونهایی که جذب دیواره های لوله می شوند، اندک اندک از بین می رود. با وجود این معایب، این گونه لیزرها، در شیمی و فیزیک و به ویژه در قلمرو طیف بینی که در آنجا معمولاً برای دمش لیزرهای رنگینه ای به کار می روند، کاربردهای پژوهشی گسترده ای پیدا کرده اند. همچنین لیزرهای آرگون تاثیر به سزایی در صنعت چاپ و نشر داشته اند و در پزشکی و به ویژه در درمان لیزر چشم، نقش مهم و رو به افزایشی  دارند. نمایشهای بصری و سرگرمی، جنبه دیگری از کاربرد آنهاست که ذکر آن لازم به نظر می رسد. معمولاً در این کاربرد به نسب کم اهمیت ولی به حد کافی عجیب و بدون شک مهیج است که بیشتر  مردم برای نخستین بار نور لیزر را می بینند.

لیزر کریپتون، عضو معروف دیگری از خانواده لیزرهای یونی است. از بسیاری جنبه ها، این لیزر خیلی  شبیه به لیزر آرگون است و در گستره 350 تا n  m  800 طول موجهایی نشر می کند، هر چند به دلیل کارایی کمتر، خروجی آن در سطوح توان تا حدی پایینتر ( تا حدودW   5 ) قرار می گیرد. قویترین نشر درطول موج nm 1/647 واقع می شود. در واقع، شباهت زیادی نیازمندیهای فیزیکی و عملکرد بین لیزرهای آرگون و کریپتون، به ما امکان می دهد که لیزری حاوی مخلوطی از این دو گاز بسازیم و  گستره بسیار خوبی از طول موجها راروی تمام طیف مرئی به دست آوریم. این لیزرها، طول موجهای متعددی نشر میکنند که برای کاربردهای زیست پزشکی مناسب اند، خطهای آبی ـ سبز آرگون از ویژگی خاصی برخوردارند، زیرا به شدت توسط یاخته های قرمز خون جذب می شوند.

لیزر بخار مس:

لیزر بخار مس یکی از جدیدترین لیزرهاست که باید تاثیر به سزایی روی بازار لیزر داشته باشد. با وجود این، لیزر مذکور ویژگیهایی دارد که آن را بدل به رقیبی بسیار جالب در برخی کاربردها می کند این    لیزر متعلق به رده لیزرهای بخار فلز است که در آنها گذار در اتمهای آزاد فلز بدون بار، به نشر لیزر منجر می شود.

لیزر مس اصولاً یک سیستم سه ترازی است.   برخورد الکترون به اتمهای مس حالت پایه به برانگیختگی به حالتهای p 2 متعلق به آرایش الکترونیp 4  d3 منجر می شود که گذار از آن به ترازهای پایینی D  با آرایش s4 d3  می تواند انجام شود. بدین ترتیب نشرلیزر درطول موجهای nm5/510 در سبز و nm2/578 در زرد است . برخوردهای بیشتر اتمهای برانگیخته با الکترونها یا دیواره های لوله، به واپاشی بازگشتی به حالت پایه منجر میشود. یکی از مشکلات مربوط به این طرح خاص آن است که برخورد الکترون به اتمهای مس حالت پایه، نه تنها ترازهای p  بلکه ترازهای D مربوط به انتهای پایین گذارهای لیزر را جمعیت دار می کند. لذا امکان برقراری  وارونگی جمعیت بین ترازهای  Pو D وجود ندارد و در نتیجه لیزر به طور طبیعی در مد تپی و معمولاً با فرکانس تکرار تپ تقریباً kHz 5 کار می کند . هرتپ نوعاً ns 30 تداوم دارد و انرژی آن در گستره  میلی ژول است.
طرح فیزیکی لیزر شامل لوله پلاسما ازجنس آلومین حاوی مس فلزی به صورت قطعه یا منابع دیگر در هر انتهاست. همچنین برای برقراری تخلیه الکتریکی، لوله با گاز نئون در فشار پایین ( تقریباً m   bar 5 ) پر م شود . عبور جریان از درون لوله باعث ایجاد دمای 1400 تا C  1500 میشود که مس را داغ و فشار جزئی از اتمهای Cu به اندازه تقریباً mbar 1|0 ایجاد میکند، سپس این اتمها می توانند به عنوان محیط لیزر دهنده عمل کنند . به تازگی با انجام تغییری در این طرح که دردمای اتاق کار می کند، زمان طولانی   گرم شدن لیزر، درحدود یک ساعت، که یکی از عیبهای اولیه آن بود، برطرف شده است.

نشر تابش مرئی با توانهای خیلی  بالا ( میانگین توان در یک  چرخه کامل نشر تپی و دمش 10 تا W 60 است) و قیمت معمول و کارایی بالا از لحاظ انرژی، مزیتهای اصلی لیزر بخار مس هستند، برای مثال قدرتمندترین لیزر بخار مس W 100، تنهابه اندازه نصف توان ورودی یک لیزر آرگون   W 20 مصرف دارد. کاربرد اصلی لیزر مس، جداسازی ایزوتوپ اورانیم است که هنوز عمدتاً در مرحله تحقیق و توسعه است . همچنین علاقه هایی به استفاده از این لیزر در عکاسی و تمام نگاری و نیز نورپردازی زیر آب وجوددارد ، در اینجا طول موجهای نشری به ویژه برای مینیمم کردن تضعیف مناسب اند. همچنین کاربردهایی در پوست پزشکی دردست بررسی است، زیرا نشر n  m  578 به طرز مفیدی به پیک جذبی هموگلوبین در nm  577 نزدیک است.

لیزر طلا تنها لیزر بخار فلز دیگری است که تا به حال از مرحله پژوهش به مرحله تولید رسیده است و طول موج اصلی nm  628 را با توان چند وات نشر می کند. کارایی زیاد این لیزر برای نور درمانی سرطان به اثبات رسید

و...

NikoFile

دانلود فایل پاورپوینت با موضوع کاربردهای صنعتی لیزر

اختصاصی از کوشا فایل دانلود فایل پاورپوینت با موضوع کاربردهای صنعتی لیزر دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

دانلود فایل پاورپوینت با موضوع کاربردهای صنعتی لیزر که شامل 24 اسلاید میباشد:

نوع فایل : PowerPoint

این فایل پاورپوینت که با زحمت فراوان توسط متخصصان و پژوهشگرانمان گرداوری، تایپ و تدوین شده ،جهت یادگیری سریع ، ارایه و کنفرانس و... در خدمت شما دانشجویان و اساتید محترم خواهد بود.

*هدف ما راحتی شماست*