Термин Лазер – это аббревиатура от английского «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation», Что в переводе означает «усиление света с помощью вынужденного излучения». В советской литературе употребляется также термин "оптический квантовый генератор" (ОКГ). Создание лазера (1960) и несколько ранее мазеров (1955) послужило основой развития нового направления в физике и технике, которое называется квантовой электроникой.
Чем же лазерное излучение отличается от обычного света? Лазерное излучение имеет большую мощность, чем обычный свет, потому что его лучи когерентны, то есть имеют одинаковую длину волны и движутся в одной фазе. Благодаря этому лазерные лучи можно сфокусировать, превратив с высокой точностью в узкий пучок. Причем сфокусировать можно на такой маленькой площади, что он будет способен сделать 200 отверстий на булавочной головке! В зависимости от используемых для изготовления лазера материалов и энергии лазерные пучки (лучи) могут иметь разную интенсивность.
Плотность энергии по всему диаметру выходного лазерного луча не одинакова и зависит от нескольких факторов. Профиль поперечного сечения лазерного луча, показывающий распределение энергии луча, называется "поперечной электромагнитной волной" (transverse electromagnetic mode, TEM). Может быть разработано много различных TEM и каждый тип определяется номером. Чем больше номер, тем сложнее сфокусировать лазерный луч на маленькое пятно для того, чтобы получить высокую плотность энергии. Некоторые лазеры работают в нескольких разных режимах и обычно они называются многорежимными устройствами.
Свойства лазерного света
У лазерного света есть три уникальных свойства: Во-первых, этот световой луч коллимированный, что означает, что он перемещается в одном направлении с очень маленьким расхождением даже на очень большие расстояния. Обычные световые волны рассеиваются и быстро теряют свою интенсивность. Во-вторых, лазерный свет – монохромный, состоящий из одного цвета или узкого диапазона цветов. У обычного света очень широкий диапазон длин волн или цветов. В-третьих, лазерный свет – когерентный, что означает, что все световые волны перемещаются в фазе вместе как во времени, так и в пространстве. Если сравнивать с некогерентным светом электрической лампы или фонарика, можно увидеть, что обычный свет состоит из смеси частот, не совпадающих друг с другом по фазе, и распространяющихся в различных направлениях.
Применение
Луч лазера нашел применение в информационной технике, для измерения расстояний и для получения объемных изображений предметов - голограмм, в обработке металлов и пластиков, в средствах уничтожения и конечно, в медицине - в хирургии и косметологии.
В медицину лазеры вошли в конце 1960-х годов. Существует три направления лазерной медицины, различие между которыми определяется мощностью светового потока лазера (и, как следствие, видом его биологического воздействия). Излучение низкой мощности (0.5 - 3 мВт) в основном используется в терапии крови, средней мощности (0.2 -2 Вт) – в эндоскопии и фотодинамической терапии злокачественных опухолей, а высокой (20 - 100 Вт) – в хирургии и косметологии. Хирургическое применение лазеров, так называемые “лазерные скальпели” основано на прямом механическом воздействии высокоинтенсивного излучения, которое позволяет резать и “сваривать” ткани. Такой же эффект применяется в косметологии и эстетической медицине (в последние годы наряду со стоматологией одна из самых прибыльных отраслей здравоохранения).
Известно, что низкоинтенсивное лазерное воздействие приводит к таким положительным эффектам, как повышение тонуса, устойчивость к стрессам, улучшение работы нервной, имунной эндокринной систем, устранению ишемических процессов, заживлению хронических язв и многим другим.
Существует и другой тип лазеротерапии - так называемая фотодинамическая терапия, применяемая для борьбы со злокачественными образованиями. Она основана на использовании открытых еще в 60-е годы фотосенсибилизаторов - специфических веществ, способных избирательно накапливаться в клетках (в основном раковых). При лазерном облучении средней мощности молекула фотосенсибилизатора поглощает световую энергию, переходит в активную форму и вызывает целый ряд разрушительных процессов в раковой клетке. Так, повреждаются митохондрии (внутриклеточные энергетические структуры), существенно меняется кислородный обмен, что приводит к появлению огромного количества свободных радикалов. Наконец, сильное нагревание воды внутри клетки вызывает разрушение ее мембранных структур (в частности внешней клеточной оболочки). Все это в итоге приводит к интенсивной гибели опухолевых клеток.
Фотодинамическая терапия - достаточно новая область лазерной медицины, которая активно развивается с середины 80-х годов. Пока она не так популярная, как, например, лазерная хирургия или офтальмология, однако ее развитие и применение дает надежду на излечение многим людям, больным онкологическими заболеваниями.
Итак, широта областей применения лазера, позволяет нам смело сказать, что использование лазерных технологий открывает необозримые возможности для улучшения жизни и здоровья человека.