एक्साइमर लेज़र. एक्साइमर बीम दृष्टि सुधार प्रक्रिया के लिए मतभेद

(लेजर दृष्टि सुधार) और अर्धचालक विनिर्माण।

एक्साइमर अणु से लेजर उत्सर्जन इस तथ्य के कारण होता है कि इसमें एक "आकर्षक" (साहचर्य) उत्तेजित अवस्था और एक "प्रतिकारक" (गैर-सहयोगी) जमीनी अवस्था होती है - अर्थात, अणु जमीनी अवस्था में मौजूद नहीं होते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि क्सीनन या क्रिप्टन जैसी उत्कृष्ट गैसें अत्यधिक निष्क्रिय होती हैं और आमतौर पर रासायनिक यौगिक नहीं बनाती हैं। उत्तेजित होने पर (विद्युत निर्वहन के कारण), वे एक दूसरे के साथ (डिमर) या फ्लोरीन या क्लोरीन जैसे हैलोजन के साथ अणु बना सकते हैं। इसलिए, उत्तेजित बाध्य अवस्था में अणुओं की उपस्थिति स्वचालित रूप से दो ऊर्जा स्तरों के बीच जनसंख्या व्युत्क्रम पैदा करती है। ऐसा अणु, उत्तेजित अवस्था में, अपनी ऊर्जा को सहज या उत्तेजित उत्सर्जन के रूप में छोड़ सकता है, जिसके परिणामस्वरूप अणु जमीनी अवस्था में चला जाता है, और फिर बहुत तेज़ी से (पिकोसेकंड के भीतर) अपने घटक परमाणुओं में विघटित हो जाता है।

भले ही शब्द डिमरकेवल समान परमाणुओं के जुड़ने को संदर्भित करता है, और अधिकांश एक्साइमर लेजर हैलोजन के साथ उत्कृष्ट गैसों के मिश्रण का उपयोग करते हैं, नाम अटक गया है और समान डिजाइन के सभी लेजर के लिए उपयोग किया जाता है।

एक्साइमर लेजर की तरंग दैर्ध्य प्रयुक्त गैस की संरचना पर निर्भर करती है, और आमतौर पर पराबैंगनी क्षेत्र में होती है:

एक्साइमर लेजर आमतौर पर 1 हर्ट्ज से कई सौ हर्ट्ज तक पल्स पुनरावृत्ति दर के साथ स्पंदित मोड में काम करते हैं; कुछ मॉडलों में आवृत्ति 2 किलोहर्ट्ज़ तक पहुंच सकती है; एकल दालों का उत्पादन भी संभव है। विकिरण स्पंदों की अवधि आमतौर पर 10 से 30 एनएस तक होती है और ऊर्जा इकाई से सैकड़ों एमजे तक होती है। ऐसे लेज़रों की शक्तिशाली पराबैंगनी विकिरण उन्हें सर्जरी (विशेष रूप से नेत्र शल्य चिकित्सा) में, सेमीकंडक्टर उत्पादन में फोटोलिथोग्राफी प्रक्रियाओं में, सामग्रियों के माइक्रोप्रोसेसिंग में, एलसीडी पैनलों के उत्पादन में, साथ ही त्वचाविज्ञान में व्यापक रूप से उपयोग करने की अनुमति देती है। आज, ये उपकरण काफी भारी हैं, जो व्यापक चिकित्सा उपयोग के लिए एक नुकसान है (LASIK देखें), लेकिन आधुनिक विकास के कारण उनका आकार लगातार घट रहा है।

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लिंक

• एक्सीमर लेजर - भौतिक विश्वकोश। 5 खंडों में. - एम.: सोवियत विश्वकोश। प्रधान संपादक ए. एम. प्रोखोरोव। 1988.
• एक्साइमर लेज़र, एड. सी. रोड्स, ट्रांस. अंग्रेजी से, एम., 1981

एक्साइमर लेजर का वर्णन करने वाला एक अंश

बालाशेव ने सम्मानपूर्वक खुद को फ्रांसीसी सम्राट की राय से असहमत होने की अनुमति दी।
उन्होंने कहा, ''हर देश के अपने रीति-रिवाज होते हैं।''
नेपोलियन ने कहा, "लेकिन यूरोप में कहीं भी ऐसा कुछ नहीं है।"
बालाशेव ने कहा, "मैं महामहिम से माफी मांगता हूं," रूस के अलावा, स्पेन भी है, जहां कई चर्च और मठ भी हैं।
बालाशेव का यह उत्तर, जिसने स्पेन में फ्रांसीसियों की हालिया हार का संकेत दिया था, बालाशेव की कहानियों के अनुसार, बाद में सम्राट अलेक्जेंडर के दरबार में बहुत सराहना की गई और अब नेपोलियन के रात्रिभोज में इसकी बहुत कम सराहना की गई, और किसी का ध्यान नहीं गया।
सज्जन मार्शलों के उदासीन और हैरान चेहरों से यह स्पष्ट था कि वे हैरान थे कि यह कौन सा मजाक था, जिसकी ओर बालाशेव के स्वर ने संकेत दिया था। मार्शलों के चेहरे के भावों ने कहा, "अगर कोई थी, तो हम उसे समझ नहीं पाए या वह बिल्कुल भी मजाकिया नहीं है।" इस उत्तर की इतनी कम सराहना की गई कि नेपोलियन को इसकी भनक तक नहीं लगी और उसने भोलेपन से बालाशेव से पूछा कि यहां से मास्को के लिए कौन से शहरों के लिए सीधी सड़क है। बालाशेव, जो रात्रिभोज के दौरान पूरे समय सतर्क थे, ने उत्तर दिया कि कमे टाउट केमिन मेने ए रोम, टाउट केमिन मेने ए मॉस्को, [जैसे कहावत के अनुसार हर सड़क रोम की ओर जाती है, वैसे ही सभी सड़कें मॉस्को की ओर जाती हैं, ] कि कई सड़कें हैं, और इन विभिन्न रास्तों के बीच पोल्टावा की सड़क भी है, जिसे चार्ल्स XII ने चुना, बालाशेव ने कहा, इस उत्तर की सफलता पर अनजाने में खुशी से झूम उठे। इससे पहले कि बालाशेव के पास अंतिम शब्दों को समाप्त करने का समय होता: "पोल्टावा," कौलेनकोर्ट ने सेंट पीटर्सबर्ग से मॉस्को तक की सड़क की असुविधाओं और अपनी सेंट पीटर्सबर्ग की यादों के बारे में बात करना शुरू कर दिया।
दोपहर के भोजन के बाद हम नेपोलियन के कार्यालय में कॉफी पीने गए, जो चार दिन पहले सम्राट अलेक्जेंडर का कार्यालय था। नेपोलियन बैठ गया, सेव्रेस कप में कॉफी को छूते हुए, और बालाशेव की कुर्सी की ओर इशारा किया।
रात के खाने के बाद एक व्यक्ति में एक निश्चित मनोदशा होती है, जो किसी भी उचित कारण से अधिक मजबूत होती है, जिससे व्यक्ति खुद से प्रसन्न होता है और हर किसी को अपना दोस्त मानता है। नेपोलियन इस पद पर था। उसे ऐसा लग रहा था कि वह उन लोगों से घिरा हुआ है जो उसे पसंद करते हैं। रात्रिभोज के बाद उन्हें विश्वास हो गया कि बालाशेव उनके मित्र और प्रशंसक थे। नेपोलियन एक सुखद और थोड़ी मज़ाकिया मुस्कान के साथ उसकी ओर मुड़ा।
- जैसा कि मुझे बताया गया, यह वही कमरा है, जिसमें सम्राट अलेक्जेंडर रहते थे। अजीब है ना, जनरल? - उन्होंने स्पष्ट रूप से बिना किसी संदेह के कहा कि यह संबोधन उनके वार्ताकार के लिए सुखद नहीं हो सकता है, क्योंकि इससे अलेक्जेंडर पर नेपोलियन की श्रेष्ठता साबित होती है।
बालाशेव इसका उत्तर नहीं दे सका और चुपचाप सिर झुका लिया।
"हाँ, इस कमरे में, चार दिन पहले, विंटज़िंगरोड और स्टीन ने मुलाकात की थी," नेपोलियन ने उसी मज़ाकिया, आत्मविश्वास भरी मुस्कान के साथ जारी रखा। "मैं जो नहीं समझ सकता," उन्होंने कहा, "वह यह है कि सम्राट अलेक्जेंडर ने मेरे सभी व्यक्तिगत शत्रुओं को अपने करीब ला दिया।" मुझे यह समझ में नहीं आता। क्या उसने नहीं सोचा था कि मैं भी ऐसा कर सकता हूँ? - उसने बालाशेव से एक प्रश्न पूछा, और, जाहिर है, इस स्मृति ने उसे फिर से सुबह के गुस्से के उस निशान में धकेल दिया जो अभी भी उसमें ताजा था।
“और उसे बता दो कि मैं यह करूँगा,” नेपोलियन ने खड़े होकर और अपने हाथ से अपना कप दूर धकेलते हुए कहा। - मैं उसके सभी रिश्तेदारों को जर्मनी, विर्टेमबर्ग, बाडेन, वाइमर से निष्कासित कर दूंगा... हां, मैं उन्हें निष्कासित कर दूंगा। उसे रूस में उनके लिए शरण तैयार करने दीजिए!
बालाशेव ने अपना सिर झुकाया, अपनी शक्ल से दिखा रहा था कि वह विदा लेना चाहता है और केवल इसलिए सुन रहा है क्योंकि उससे जो कहा जा रहा है उसे सुनने के अलावा वह कुछ नहीं कर सकता। नेपोलियन ने इस अभिव्यक्ति पर ध्यान नहीं दिया; उन्होंने बालाशेव को अपने दुश्मन के राजदूत के रूप में नहीं, बल्कि एक ऐसे व्यक्ति के रूप में संबोधित किया जो अब पूरी तरह से उनके प्रति समर्पित था और उसे अपने पूर्व स्वामी के अपमान पर खुशी मनानी चाहिए।

एमएसटीयू इम. एन.ई. बाऊमन

शैक्षिक और कार्यप्रणाली मैनुअल

एक्साइमर लेजर

एन.वी. लिसित्सिन

मॉस्को 2006

परिचय

1. सैद्धांतिक नींव

1.1 सक्रिय माध्यम

1.1.2 अक्रिय गैस ऑक्साइड लेजर

1.1.3 शुद्ध उत्कृष्ट गैसों के एक्साइमर अणुओं पर आधारित लेजर

1.1.4 डायटोमिक हैलोजन लेजर

1.1.5 धातु वाष्प लेजर

1.1.6 कार्यशील गैस का शीतलन, संवातन और शुद्धिकरण

1.2 पम्पिंग

1.2.1 इलेक्ट्रॉन बीम पम्पिंग

1.2.2 इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज पम्पिंग

1.2.2.1 डिस्चार्ज सर्किट

1.2.2.2 तीव्र अनुप्रस्थ विद्युत निर्वहन द्वारा पम्पिंग

2.2.3 एक इलेक्ट्रॉन किरण द्वारा पूर्वआयनीकरण के साथ विद्युत निर्वहन द्वारा पंपिंग

1.2.2.4 डबल इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज पंपिंग

1.3 आउटपुट विकिरण पैरामीटर

2. एक्साइमर लेजर के वाणिज्यिक मॉडल

2.1 लैम्ब्डा फिजिक (जर्मनी) से लेजर एलपीएक्सप्रो 305

2.2 लेज़र eX5 BY gam लेज़र, इंक (यूएसए)

3. अनुप्रयोग

3.1 लेजर मीडिया का फोटोलिसिस उत्तेजना

3.2 शॉर्ट-वेव विकिरण का उत्पादन

3.2.1 फोटोलिथोग्राफी

3.2.2 लेजर सर्जरी। लेजर विकिरण मापदंडों की पुनर्गणना का एक उदाहरण

साहित्य

परिचय

एक्साइमर लेज़र सबसे दिलचस्प प्रकार के लेज़रों में से एक हैं। वर्णक्रमीय श्रेणी में इस प्रकार से संबंधित स्रोतों का उत्सर्जन 126 एनएम से 558 एनएम तक होता है। इतनी छोटी तरंग दैर्ध्य के लिए धन्यवाद, एक्साइमर लेजर विकिरण को एक बहुत छोटे स्थान पर केंद्रित किया जा सकता है। इन स्रोतों की शक्ति किलोवाट की इकाइयों तक पहुंचती है। एक्साइमर लेजर स्पंदित स्रोत हैं। पल्स पुनरावृत्ति दर 500 हर्ट्ज तक पहुंच सकती है। इस प्रकार के लेजर में बहुत अधिक क्वांटम उपज होती है और परिणामस्वरूप, काफी उच्च दक्षता (2 - 4% तक) होती है।

ऐसी असामान्य विशेषताओं के कारण, एक्साइमर लेजर विकिरण का उपयोग कई क्षेत्रों और अनुप्रयोगों में किया जाता है। इनका उपयोग क्लीनिकों में ऑपरेशन के दौरान (आईरिस और अन्य पर) किया जाता है जहां ऊतक को जलाना आवश्यक होता है। इन लेज़रों के आधार पर, इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाते समय सामग्रियों की बारीक नक्काशी के लिए माइक्रोफोटोलिथोग्राफ़िक इंस्टॉलेशन बनाए गए हैं। प्रयोगात्मक वैज्ञानिक अनुसंधान में एक्साइमर लेज़रों का व्यापक उपयोग पाया गया है।

हालाँकि, एक्साइमर लेजर की ये सभी उल्लेखनीय विशेषताएं उनके निर्माण और उनके आधार पर इंस्टॉलेशन के निर्माण में कुछ कठिनाइयों का कारण बनती हैं। उदाहरण के लिए, इतनी उच्च विकिरण शक्ति के साथ, सक्रिय गैस मिश्रण में चाप के गठन को रोकना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, इसकी पल्स की अवधि को कम करने के लिए पंपिंग तंत्र को जटिल बनाना आवश्यक है। एक्साइमर लेजर से शॉर्ट-वेव विकिरण के लिए उनके विकिरण को परिवर्तित करने के लिए रेज़ोनेटर संरचनाओं के साथ-साथ ऑप्टिकल सिस्टम में विशेष सामग्रियों और कोटिंग्स के उपयोग की आवश्यकता होती है। इसलिए, इस प्रकार के स्रोत का एक नुकसान अन्य प्रकार के लेजर की तुलना में इसकी उच्च लागत है।

1. सैद्धांतिक नींव

1.1 सक्रिय माध्यम

एक्साइमर लेजर का सक्रिय माध्यम गैस अणु होते हैं। लेकिन, सीओ, सीओ 2 या एन 2 लेज़रों के विपरीत, एक्साइमर लेज़रों में पीढ़ी विभिन्न कंपन-घूर्णी अवस्थाओं के बीच संक्रमण पर नहीं, बल्कि अणुओं की विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाओं के बीच होती है। ऐसे पदार्थ हैं जो जमीनी अवस्था में अणु नहीं बना सकते हैं (अउत्तेजित अवस्था में उनके कण केवल मोनोमर रूप में मौजूद होते हैं)। ऐसा तब होता है जब पदार्थ की जमीनी अवस्था परमाणुओं के पारस्परिक प्रतिकर्षण से मेल खाती है, कमजोर रूप से बंधी होती है, या बंधी होती है, लेकिन बड़ी आंतरिक परमाणु दूरी की उपस्थिति में होती है (चित्र 1)।

चित्र 1: ए - तीव्र प्रतिकारक वक्र; बी - सपाट वक्र; सी - बड़ी आंतरिक दूरी पर बाध्य अवस्था वक्र

एक्साइमर लेजर के कार्यशील पदार्थ के अणुओं को मोटे तौर पर दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: एक ही पदार्थ के कणों द्वारा निर्मित और दो अलग-अलग पदार्थों के कणों द्वारा निर्मित। इसके अनुसार, सक्रिय मीडिया को स्वयं "एक्साइमर्स" (एक्साइमर, एक्साइटेड डिमर) और "एक्सिप्लेक्सेस" (एक्सीप्लेक्स, एक्साइटेड कॉम्प्लेक्स) कहा जा सकता है।

चित्र 2 का उपयोग करके एक्सीमर लेजर में लेज़िंग प्राप्त करने की प्रक्रिया पर विचार करना सुविधाजनक है, जो डायटोमिक ए 2 अणु की जमीन और उत्तेजित अवस्थाओं के लिए संभावित ऊर्जा वक्र दिखाता है।

चित्र 2. एक्साइमर लेजर ऊर्जा स्तर।

चूँकि उत्तेजित अवस्था का संभावित ऊर्जा वक्र न्यूनतम होता है, A 2 * अणु मौजूद हो सकता है। यह अणु एक एक्साइमर है। उत्तेजित माध्यम के विश्राम की प्रक्रिया में, ऊर्जा प्रवाह का एक निश्चित प्रक्षेपवक्र स्थापित होता है, जिसमें एक छलांग होती है जिसे केवल विकिरण के उत्सर्जन से ही दूर किया जा सकता है। यदि ऐसे अणुओं की एक बड़ी संख्या एक निश्चित मात्रा में जमा हो जाती है, तो ऊपरी (बाध्य) और निचले (मुक्त) स्तरों के बीच संक्रमण पर पीढ़ी (उत्तेजित उत्सर्जन) प्राप्त करना संभव है - एक बाध्य-मुक्त संक्रमण।

यह संक्रमण निम्नलिखित महत्वपूर्ण गुणों की विशेषता है:

जब एक अणु पीढ़ी के परिणामस्वरूप जमीनी अवस्था में परिवर्तित होता है, तो यह तुरंत अलग हो जाता है;

कोई स्पष्ट रूप से परिभाषित घूर्णी-कंपन संक्रमण नहीं हैं, और संक्रमण अपेक्षाकृत ब्रॉडबैंड है।

यदि जनसंख्या व्युत्क्रमण प्राप्त नहीं होता है, तो प्रतिदीप्ति देखी जाती है।

यदि निचली अवस्था कमजोर रूप से बंधी हुई है, तो इस अवस्था में अणु या तो स्वयं (प्रीडिसोसिएशन) या गैस मिश्रण के किसी अन्य अणु के साथ पहली टक्कर के परिणामस्वरूप तेजी से पृथक्करण से गुजरता है।

वर्तमान में, कई एक्सीमर कॉम्प्लेक्स पर लेजर पीढ़ी हासिल की गई है - उत्कृष्ट गैसों के अर्ध-अणु, उनके ऑक्साइड और हैलाइड, साथ ही धातु यौगिकों के जोड़े। इन सक्रिय मीडिया की पीढ़ी तरंग दैर्ध्य तालिका 1 में दी गई है।

तालिका नंबर एक

एक्सीमर कॉम्प्लेक्स	अक्रिय गैसों के अर्धअणु			उत्कृष्ट गैसों के ऑक्साइड			धातु कनेक्शन के जोड़े
सक्रिय क्वासिमोलेक्यूल	एक्सई 2*	क्र 2*	एआर 2*	एआरओ*	क्रो*	XeO*	सीडीएचजी*
λ जीन, एनएम	172	145,7	126	558	558	540	470
∆λ, एनएम	20	13,8	8	25
आर छोटा सा भूत, मेगावाट (आर औसत, डब्ल्यू)	75	50
τ, एनएस	10	10	4-15
सक्रिय क्वासिमोलेक्यूल	XeBr*	एक्सईएफ*	एआरएफ*	एआरसीएल*	XeCl*	KrCl*	केआरएफ*
λ जीन, एनएम	282	351	193	175	308	220	248
∆λ, एनएम	1	1,5	1,5	2	2,5	5	4
आर छोटा सा भूत, मेगावाट (आर औसत, डब्ल्यू)	(100)	3	1000	(0,02)	(7)	5(0,05)	1000
τ, एनएस	20	20	55	10	5	30	55

उत्कृष्ट गैसों के अर्ध-अणु प्राप्त करने के लिए, दसियों वायुमंडल के दबाव वाली शुद्ध गैसों का उपयोग किया जाता है; उत्कृष्ट गैसों के ऑक्साइड प्राप्त करने के लिए - समान दबाव में 10,000:1 के अनुपात में आणविक ऑक्सीजन या ऑक्सीजन युक्त यौगिकों के साथ स्रोत गैसों का मिश्रण; उत्कृष्ट गैसों के हैलाइड प्राप्त करने के लिए - 0.1 - 1 एमपीए के कुल दबाव पर 10,000: 1 (आर्गन और क्सीनन के लिए) या 10: 1 (क्सीनन या क्रिप्टन के लिए) के अनुपात में हैलोजन के साथ उनका मिश्रण।

1.1.1 दुर्लभ गैस हैलाइड लेजर

आइए एक्साइमर लेज़रों के सबसे दिलचस्प वर्ग पर विचार करें, जिसमें उत्तेजित अवस्था में एक अक्रिय गैस परमाणु एक हैलोजन परमाणु के साथ जुड़ता है, जिससे अक्रिय गैस हैलाइड्स के एक एक्सिप्लेक्स का निर्माण होता है। विशिष्ट उदाहरणों में ArF (λ = 193 एनएम), KrF (λ = 248 एनएम), XeCl (λ = 309 एनएम), XeF (λ = 351 एनएम) शामिल हैं, जो सभी यूवी रेंज में उत्पन्न होते हैं। उत्तेजित अवस्था में उत्कृष्ट गैस हैलाइड आसानी से क्यों बन जाते हैं, यह स्पष्ट हो जाता है जब हम विचार करते हैं कि उत्तेजित अवस्था में, उत्कृष्ट गैस परमाणु रासायनिक रूप से क्षार धातु परमाणुओं के समान हो जाते हैं, जो हैलोजन के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करते हैं। यह सादृश्य यह भी इंगित करता है कि उत्तेजित अवस्था में बंधन प्रकृति में आयनिक होता है: बंधन के निर्माण के दौरान, उत्तेजित इलेक्ट्रॉन अक्रिय गैस परमाणु से हैलोजन परमाणु में चला जाता है। इसलिए, ऐसी बाध्य अवस्था को चार्ज ट्रांसफर अवस्था भी कहा जाता है।

अक्रिय गैस हैलाइड लेजर में, फोटोअवशोषण प्रक्रियाओं का प्लाज्मा की स्थिति पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। इनमें मूल हैलोजन का फोटोडिसोसिएशन शामिल है, जिससे अक्रिय गैस हैलाइड F 2 + hν → 2F बनता है; प्लाज्मा में बने नकारात्मक आयन का फोटोडेके F - + hν → F + e - ; एक अक्रिय गैस के उत्तेजित परमाणुओं और अणुओं का फोटोआयनीकरण Ar * + hν → Ar + + e - ; अक्रिय गैस आयनों Ar 2 + + hν → Ar + + Ar के डिमर्स का फोटोडिसोसिएशन। साथ ही अक्रिय गैस हैलाइड अणुओं का स्वयं अवशोषण।

अक्रिय गैस हैलाइड लेजर के सक्रिय माध्यम में फोटोअवशोषण को लाइन और ब्रॉडबैंड में विभाजित किया जा सकता है। लाइन अवशोषण परमाणु और आणविक गैसों की अशुद्धियों के लेजर मिश्रण में मौजूद बाध्य-बंध संक्रमणों पर होता है, साथ ही अशुद्धता अणुओं के अपघटन के दौरान या इलेक्ट्रॉन क्षरण के कारण निर्वहन की क्रिया के तहत गठित मुक्त परमाणुओं और कणों पर भी होता है। यह दिखाया गया है कि कुछ मामलों में लाइन अवशोषण उत्सर्जन स्पेक्ट्रम को काफी हद तक विकृत कर सकता है, लेकिन, एक नियम के रूप में, इसकी ऊर्जा में उल्लेखनीय कमी नहीं आती है। ब्रॉडबैंड अवशोषण मुख्य रूप से फोटोडिसोसिएशन, फोटोडिटैचमेंट और फोटोआयनाइजेशन जैसी प्रक्रियाओं में होने वाले बाध्य-मुक्त संक्रमणों के कारण होता है।

दुर्लभ गैस हैलाइड एक्सीमर लेज़रों को आमतौर पर विद्युत डिस्चार्ज द्वारा पंप किया जाता है।

एक्साइमर लेजर की कुशल पंपिंग, यानी। एक ऐसा डिस्चार्ज बनाना जो सक्रिय माध्यम में ऊर्जा योगदान के दृष्टिकोण से इष्टतम है, लेज़र की उच्च लेज़िंग विशेषताओं की गारंटी नहीं देता है। सक्रिय माध्यम से इसमें संग्रहीत प्रकाश ऊर्जा के निष्कर्षण को व्यवस्थित करना भी उतना ही महत्वपूर्ण है।

इस लेख में हम एक्साइमर लेजर के फायदों पर नजर डालेंगे। आज, चिकित्सा के पास मानव शरीर के दुर्गम क्षेत्रों में जटिल बीमारियों के इलाज के लिए सभी प्रकार के लेजर उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला है। न्यूनतम आक्रमण और दर्द रहितता के प्रभाव को प्राप्त करने में मदद करें, जिसका उन सर्जिकल हस्तक्षेपों पर बहुत बड़ा लाभ है जो पेट के ऑपरेशन के दौरान मैन्युअल रूप से किए जाते हैं, जो बहुत दर्दनाक होते हैं, उच्च रक्त हानि से भरे होते हैं, साथ ही उनके बाद दीर्घकालिक पुनर्वास भी होता है।

लेजर क्या है?

लेज़र एक विशेष क्वांटम जनरेटर है जो प्रकाश की एक संकीर्ण किरण उत्सर्जित करता है। लेजर उपकरण उच्च गति से विभिन्न दूरी पर ऊर्जा संचारित करने की अविश्वसनीय संभावनाएं खोलते हैं। साधारण प्रकाश, जिसे मानव दृष्टि से देखा जा सकता है, में प्रकाश की छोटी किरणें होती हैं जो विभिन्न दिशाओं में फैलती हैं। यदि इन किरणों को लेंस या दर्पण का उपयोग करके केंद्रित किया जाता है, तो प्रकाश कणों की एक बड़ी किरण प्राप्त होगी, लेकिन इसकी तुलना लेजर किरण से नहीं की जा सकती है, जिसमें क्वांटम कण होते हैं, जो केवल माध्यम के परमाणुओं को सक्रिय करके प्राप्त किया जा सकता है। जो लेजर विकिरण का आधार है।

किस्मों

दुनिया भर के वैज्ञानिकों द्वारा व्यापक विकास की मदद से, एक्साइमर लेजर आज मानव गतिविधि के कई क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं और इसकी निम्नलिखित किस्में हैं:

मूल

यह प्रकार पराबैंगनी है, जिसका उपयोग नेत्र शल्य चिकित्सा के क्षेत्र में व्यापक रूप से किया जाता है। लेजर दृष्टि सुधार करने के लिए डॉक्टर इस उपकरण का उपयोग करते हैं।

शब्द "एक्साइमर" का अर्थ है "उत्तेजित डिमर" और यह उस सामग्री के प्रकार को दर्शाता है जिसका उपयोग इसके कार्यशील तरल पदार्थ के रूप में किया जाता है। यूएसएसआर में पहली बार, ऐसा उपकरण 1971 में मॉस्को में वैज्ञानिकों वी. ए. डेनिलिचव, एन. बसोव और यू. एम. पोपोव द्वारा प्रस्तुत किया गया था। ऐसे लेज़र का कार्यशील द्रव एक क्सीनन डिमर था, जो एक निश्चित तरंग दैर्ध्य के साथ विकिरण उत्पन्न करने के लिए इलेक्ट्रॉनों की एक किरण द्वारा उत्तेजित होता था। कुछ समय बाद, हैलोजन के साथ उत्कृष्ट गैसों का उपयोग इसके लिए किया जाने लगा और यह 1975 में वैज्ञानिकों जे. हार्ट और एस. सियरल्स द्वारा अमेरिकी अनुसंधान प्रयोगशालाओं में से एक में किया गया था।

लोग अक्सर पूछते हैं कि दृष्टि सुधार के लिए एक्साइमर लेजर का उपयोग क्यों किया जाता है।

इसकी विशिष्टता

यह पाया गया कि एक्साइमर अणु उत्तेजित "आकर्षक" अवस्था के साथ-साथ "प्रतिकारक" अवस्था में भी पैदा होता है। इस प्रभाव को इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि क्सीनन या क्रिप्टन (उत्कृष्ट गैसें) अत्यधिक निष्क्रिय हैं और, एक नियम के रूप में, कभी भी रासायनिक यौगिक नहीं बनाते हैं। विद्युत निर्वहन के कारण वे उत्तेजित हो जाते हैं, जिससे वे एक-दूसरे के साथ या क्लोरीन या फ्लोरीन जैसे हैलोजन के साथ अणु बना सकते हैं। उत्तेजित अवस्था में अणुओं की उपस्थिति, एक नियम के रूप में, एक तथाकथित जनसंख्या उलटा पैदा करती है, और ऐसा अणु अपनी ऊर्जा छोड़ देता है, जो उत्तेजित या सहज उत्सर्जन होता है। इसके बाद अणु अपनी मूल अवस्था में लौट आता है और परमाणुओं में विघटित हो जाता है। एक्साइमर लेजर उपकरण अद्वितीय है।

"डिमर" शब्द का प्रयोग आमतौर पर तब किया जाता है जब समान परमाणु एक-दूसरे से जुड़े होते हैं, लेकिन अधिकांश आधुनिक एक्साइमर लेजर उत्कृष्ट गैसों और हैलोजन के यौगिकों का उपयोग करते हैं। फिर भी, इन यौगिकों को, जिनका उपयोग समान डिज़ाइन के सभी लेज़रों के लिए किया जाता है, डिमर भी कहा जाता है। एक्साइमर लेजर कैसे काम करता है? हम अब इस पर गौर करेंगे.

एक्साइमर लेजर का संचालन सिद्धांत

यह लेजर PRK और LASIK में मुख्य खिलाड़ी है। इसका कार्यशील द्रव अक्रिय एवं हैलोजन गैस है। जब इन गैसों के मिश्रण में उच्च वोल्टेज डाला जाता है, तो एक हैलोजन परमाणु और एक अक्रिय गैस परमाणु मिलकर एक द्विपरमाणुक अणु बनाते हैं। यह अत्यधिक उत्तेजित अवस्था में होता है और एक सेकंड के हजारवें हिस्से के बाद यह परमाणुओं में विघटित हो जाता है, जिससे यूवी रेंज में एक प्रकाश तरंग दिखाई देती है।

एक्साइमर लेजर के संचालन के इस सिद्धांत को चिकित्सा में व्यापक अनुप्रयोग मिला है, क्योंकि पराबैंगनी विकिरण कार्बनिक ऊतकों को प्रभावित करता है, उदाहरण के लिए, कॉर्निया, इस तरह से कि अणुओं के बीच के बंधन अलग हो जाते हैं, जिससे ऊतकों का ठोस से स्थानांतरण हो जाता है। एक गैसीय अवस्था. इस प्रक्रिया को "फोटोएब्लेशन" कहा जाता है।

तरंग सीमा

इस प्रकार के सभी मौजूदा मॉडल एक ही तरंग दैर्ध्य रेंज में काम करते हैं और केवल प्रकाश किरण की चौड़ाई के साथ-साथ काम करने वाले तरल पदार्थ की संरचना में भिन्न होते हैं। दृष्टि सुधार के लिए एक्साइमर लेजर सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला लेजर है। लेकिन इसके उपयोग के अन्य क्षेत्र भी हैं।

पहले में एक प्रकाश किरण व्यास था जो उस सतह के व्यास के बराबर था जिस पर वाष्पीकरण हुआ था। बीम की विस्तृत श्रृंखला और इसकी विविधता के कारण कॉर्निया की ऊपरी परतों में समान विविधता हुई, साथ ही इसकी सतह पर तापमान में वृद्धि हुई। यह प्रक्रिया क्षति और जलन के साथ थी। एक्साइमर लेजर के निर्माण से इस स्थिति को ठीक किया गया। एमएनटीके आई माइक्रोसर्जरी बहुत लंबे समय से इसका उपयोग कर रही है।

नई पीढ़ी के लेजर आधुनिकीकरण की एक लंबी प्रक्रिया से गुजरे हैं, जिसके दौरान प्रकाश किरण का व्यास कम कर दिया गया था, और आंखों तक लेजर विकिरण पहुंचाने के लिए एक विशेष घूर्णी स्कैनिंग प्रणाली बनाई गई थी। आइए देखें कि डॉक्टरों द्वारा एक्साइमर लेजर का उपयोग कैसे किया जाता है।

चिकित्सा में आवेदन

क्रॉस-सेक्शन में, ऐसी लेज़र किरण एक सर्कल में घूमते हुए एक स्पॉट की तरह दिखती है, जो कॉर्निया की ऊपरी परतों को हटा देती है, और इसे वक्रता का एक अलग त्रिज्या भी देती है। उच्छेदन क्षेत्र में, तापमान नहीं बढ़ता क्योंकि प्रभाव अल्पकालिक होता है। ऑपरेशन के परिणामस्वरूप, कॉर्निया की एक चिकनी और स्पष्ट सतह देखी गई है। नेत्र विज्ञान में एक्साइमर लेजर अपरिहार्य है।

सर्जरी करने वाला सर्जन पहले से ही निर्धारित करता है कि कॉर्निया को ऊर्जा का कितना हिस्सा आपूर्ति की जाएगी, साथ ही एक्साइमर लेजर को कितनी गहराई तक लगाया जाएगा। यहां से, विशेषज्ञ पहले से प्रक्रिया की योजना बना सकता है और अनुमान लगा सकता है कि ऑपरेशन के परिणामस्वरूप क्या परिणाम प्राप्त होगा।

लेजर दृष्टि सुधार

नेत्र विज्ञान में एक्सीमर लेजर कैसे काम करता है? आज जो विधि लोकप्रिय है वह कॉर्निया के तथाकथित कंप्यूटर पुनर्प्रयोजन पर आधारित है, जो मानव आंख का मुख्य ऑप्टिकल लेंस है। इस पर प्रयोग किया जाने वाला एक्साइमर लेजर कॉर्निया की सतह को चिकना करता है, ऊपरी परतों को हटाता है और इस प्रकार, उस पर मौजूद सभी दोषों को दूर करता है। साथ ही, आंखों के लिए सही छवियां प्राप्त करने, प्रकाश का सही अपवर्तन बनाने के लिए सामान्य स्थितियां उत्पन्न होती हैं। जिन लोगों की यह प्रक्रिया हुई है वे अन्य सभी लोगों की तरह ही देखते हैं जिनकी दृष्टि शुरू में अच्छी होती है।

कॉर्निया को पुन: उपयोग करने की प्रक्रिया से इसकी सतह पर उच्च तापमान नहीं होता है, जो जीवित ऊतकों के लिए हानिकारक हो सकता है। और, अधिकांश लोगों के अनुसार, कॉर्निया की ऊपरी परतों की तथाकथित जलन नहीं होती है।

एक्साइमर लेजर का सबसे महत्वपूर्ण लाभ यह है कि दृष्टि सुधार के लिए उनका उपयोग आपको एक आदर्श परिणाम प्राप्त करने और लगभग सभी मौजूदा कॉर्नियल विसंगतियों को ठीक करने की अनुमति देता है। ये उपकरण इतने सटीक हैं कि वे ऊपरी परतों के "फोटोकैमिकल एब्लेशन" की अनुमति देते हैं।

उदाहरण के लिए, यदि यह प्रक्रिया कॉर्निया के मध्य क्षेत्र पर की जाती है, तो इसका आकार लगभग सपाट हो जाता है, और इससे मायोपिया को ठीक करने में मदद मिलती है। यदि, दृष्टि सुधार के दौरान, परिधीय क्षेत्र में कॉर्निया की परतें वाष्पित हो जाती हैं, तो इसका आकार अधिक गोल हो जाता है, और यह बदले में, दूरदर्शिता को ठीक करता है। दृष्टिवैषम्य को इसके विभिन्न हिस्सों में कॉर्निया की ऊपरी परतों को खुराक में हटाकर ठीक किया जाता है। आधुनिक एक्साइमर लेजर, जो आंख के अपवर्तक माइक्रोसर्जरी में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, फोटोएब्लेशन से गुजरने वाली उच्च गुणवत्ता वाली सतहों की गारंटी देते हैं।

चिकित्सा में उपयोग की विशेषताएं

आज जिस रूप में एक्साइमर लेज़र मौजूद हैं, वे हाल ही में सामने आए हैं, लेकिन अब वे दुनिया भर में लोगों को मायोपिया, दूरदर्शिता और दृष्टिवैषम्य जैसी दृष्टि समस्याओं से छुटकारा दिलाने में मदद कर रहे हैं। समस्या का यह समाधान, ऐसे उपकरण बनाने के कई वर्षों में पहली बार, दर्द रहितता, अधिकतम सुरक्षा और दक्षता की सभी आवश्यकताओं को पूरा करता है।

नेत्र रोग जिनके प्रयोग से इलाज किया जा सकता है

नेत्र शल्य चिकित्सा का वह क्षेत्र जो मानव आँख की इन विसंगतियों को दूर करने से संबंधित है, अपवर्तक सर्जरी कहलाता है, और ऐसे विकारों को अमेट्रोपिक और अपवर्तक त्रुटियाँ कहा जाता है।

विशेषज्ञों के अनुसार अपवर्तन दो प्रकार का होता है:

बदले में, एमेट्रोपिया में कई उपप्रकार शामिल हैं:

• मायोपिया (नज़दीकीपन);
• दृष्टिवैषम्य - जब कॉर्निया में अनियमित वक्रता होती है, तो आंख को एक विकृत छवि प्राप्त होती है, और इसकी सतह के विभिन्न हिस्सों पर प्रकाश किरणों का प्रवाह असमान हो जाता है;
• हाइपरमेट्रोपिया (दूरदर्शिता)।

दृष्टिवैषम्य दो प्रकार का होता है - हाइपरमेट्रोपिक, जो दूरदर्शिता के करीब होता है, मायोपिक, मायोपिया के समान और मिश्रित।

अपवर्तक जोड़तोड़ के सार की सही ढंग से कल्पना करने के लिए, मानव आंख की शारीरिक रचना का न्यूनतम ज्ञान होना आवश्यक है। आंख की प्रकाशिकी प्रणाली में तीन मुख्य तत्व होते हैं - कॉर्निया, लेंस, जो प्रकाश-अपवर्तक भाग होते हैं, और रेटिना, जो प्रकाश प्राप्त करने वाला भाग होता है। परिणामी छवि को स्पष्ट और तीक्ष्ण बनाने के लिए, रेटिना गेंद के फोकस में है। हालाँकि, यदि यह फोकस के सामने है, जो दूरदर्शिता के साथ होता है, या इसके पीछे है, जो मायोपिया के साथ होता है, तो परिणामी छवि अस्पष्ट और काफी धुंधली हो जाती है।

मनुष्यों में, आंख की रोशनी जीवन भर बदल सकती है, विशेष रूप से जन्म के क्षण से लेकर 16-20 वर्ष की आयु तक, यह नेत्रगोलक के आकार में वृद्धि और वृद्धि के साथ-साथ प्रभाव में भी बदलती है। कुछ कारक जो कुछ विसंगतियों के निर्माण का कारण बन सकते हैं। इस प्रकार, नेत्र अपवर्तक सर्जन के मरीज अक्सर वयस्क हो जाते हैं।

एक्साइमर बीम दृष्टि सुधार प्रक्रिया के लिए मतभेद

दृश्य हानि से पीड़ित सभी लोगों के लिए एक्साइमर लेजर से दृष्टि सुधार का संकेत नहीं दिया जाता है। इस प्रक्रिया का उपयोग निषिद्ध है:

उपयोग के बाद संभावित जटिलताएँ

आज सभी मौजूदा एक्साइमर लेजर उपचार विधियां अत्यधिक सुरक्षित और विशेष रूप से प्रभावी हैं। हालाँकि, ऐसी कई जटिलताएँ हैं जो ऐसी तकनीकों का उपयोग करके सर्जरी के बाद उत्पन्न हो सकती हैं। इसमे शामिल है:

1. कॉर्निया के एक हिस्से का आंशिक या गलत विकास, जिसके बाद इस हिस्से का दोबारा बढ़ना संभव नहीं होता है।
2. तथाकथित ड्राई आई सिंड्रोम, जब रोगी को आंख में लालिमा और दर्द का अनुभव होता है। यह जटिलता उन मामलों में हो सकती है, जहां दृष्टि सुधार की प्रक्रिया के दौरान, आँसू के उत्पादन के लिए जिम्मेदार तंत्रिका अंत क्षतिग्रस्त हो गए हैं।
3. विभिन्न दृष्टि विकार, उदाहरण के लिए, अंधेरे में दोहरी दृष्टि या कम दृष्टि, बिगड़ा हुआ रंग धारणा, या हल्के प्रभामंडल की उपस्थिति।
4. कॉर्निया का कमजोर होना या नरम होना, जो सर्जरी के कुछ महीनों बाद या कई वर्षों बाद हो सकता है।

त्वचाविज्ञान में एक्साइमर लेजर

त्वचा पर कम आवृत्ति वाले लेजर का प्रभाव बेहद सकारात्मक होता है। ऐसा निम्नलिखित प्रभावों के कारण होता है:

• सूजनरोधी;
• एंटीऑक्सीडेंट;
• दर्द से छुटकारा;
• इम्यूनोमॉड्यूलेटरी

अर्थात्, कम शक्ति वाले लेजर विकिरण की क्रिया का एक निश्चित बायोस्टिम्युलेटिंग तंत्र है।

विटिलिगो के लिए एक्साइमर लेजर उपचार सफलतापूर्वक किया गया। त्वचा पर उम्र के धब्बे बहुत जल्दी ठीक हो जाते हैं।

एक्साइमर लेजर पीआरके और लेसिक का मुख्य नायक है। इसे इसका नाम दो शब्दों के मेल से मिला है: एक्साइटेड - एक्साइटेड, डिमर - डबल। ऐसे लेज़रों के सक्रिय शरीर में दो गैसों का मिश्रण होता है - निष्क्रिय और हैलोजन। जब गैसों के मिश्रण पर उच्च वोल्टेज लगाया जाता है, तो एक अक्रिय गैस परमाणु और एक हैलोजन परमाणु एक डायटोमिक गैस अणु बनाते हैं। यह अणु उत्तेजित और अत्यंत अस्थिर अवस्था में है। एक क्षण के बाद, एक सेकंड के हजारवें क्रम पर, अणु विघटित हो जाता है। अणु के विघटन से पराबैंगनी रेंज (आमतौर पर 193 एनएम) में एक प्रकाश तरंग का उत्सर्जन होता है।

किसी कार्बनिक यौगिक पर, विशेष रूप से कॉर्नियल ऊतक पर, पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव का सिद्धांत अंतर-आणविक बंधों को अलग करना है और, परिणामस्वरूप, ऊतक के हिस्से को ठोस से गैसीय अवस्था (फोटोएब्लेशन) में स्थानांतरित करना है। पहले लेजर में वाष्पित सतह के व्यास के बराबर बीम व्यास होता था, और कॉर्निया पर एक महत्वपूर्ण हानिकारक प्रभाव पड़ता था। बीम की विस्तृत प्रोफ़ाइल, इसकी विषमता, कॉर्निया सतह की वक्रता में विषमता का कारण बनी, बल्कि कॉर्निया ऊतक का उच्च ताप (15-20˚ तक), जिसके कारण कॉर्निया में जलन और अपारदर्शिता हुई।

नई पीढ़ी के लेज़रों को उन्नत किया गया है। बीम का व्यास कम कर दिया गया था, और कॉर्निया की संपूर्ण आवश्यक सतह का इलाज करने के लिए आंख को लेजर विकिरण की आपूर्ति के लिए एक घूर्णी स्कैनिंग प्रणाली बनाई गई थी। वास्तव में, यह प्रणाली 50 के दशक के अंत में बनाई गई थी, और अभी भी मिसाइल होमिंग हेड्स को स्कैन करने में इसका सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। सभी एक्साइमर लेजर एक ही तरंग दैर्ध्य रेंज में, स्पंदित मोड में काम करते हैं, और केवल लेजर बीम के मॉड्यूलेशन और सक्रिय शरीर की संरचना में भिन्न होते हैं। लेजर बीम, जो क्रॉस-सेक्शन में एक स्लिट या स्पॉट है, सर्कल के चारों ओर घूमती है, धीरे-धीरे कॉर्निया की परतों को हटाती है और इसे वक्रता का एक नया त्रिज्या देती है। अल्पकालिक जोखिम के कारण एब्लेशन ज़ोन में तापमान व्यावहारिक रूप से नहीं बढ़ता है। ऑपरेशन के परिणामस्वरूप प्राप्त कॉर्निया की चिकनी सतह आपको एक सटीक और टिकाऊ अपवर्तक परिणाम प्राप्त करने की अनुमति देती है।

चूँकि सर्जन को पहले से पता होता है कि वस्तु (कॉर्निया) को प्रकाश ऊर्जा का कितना हिस्सा आपूर्ति की जाती है, वह गणना कर सकता है कि एब्लेशन कितनी गहराई तक किया जाएगा। और अपवर्तक सर्जरी की प्रक्रिया में वह क्या परिणाम प्राप्त करेगा। और अंत में, तीसरी सहस्राब्दी की दहलीज पर, इस समस्या को हल करने के लिए एक नई विधि सामने आई है - एक्सिमर लेजर सुधार, जो लोगों को मायोपिया, दृष्टिवैषम्य और दूरदर्शिता से छुटकारा दिलाता है। पहली बार, लेजर सुधार "खराब" दृष्टि वाले व्यक्ति की सभी आवश्यकताओं को पूरा करता है। वैज्ञानिक वैधता, दर्द रहितता, अधिकतम सुरक्षा, परिणामों की स्थिरता - ये बिना शर्त कारक हैं जो इसकी विशेषता रखते हैं। नेत्र शल्य चिकित्सा का क्षेत्र जो इन विसंगतियों के सुधार से संबंधित है उसे अपवर्तक सर्जरी कहा जाता है, और उन्हें स्वयं अपवर्तक त्रुटियां या एमेट्रोपिया कहा जाता है।

विशेषज्ञ दो प्रकार के अपवर्तन में अंतर करते हैं:
- एम्मेट्रोपिया- सामान्य दृष्टि;
- अमेट्रोपिया- असामान्य दृष्टि, जिसमें कई प्रकार शामिल हैं: निकट दृष्टि - निकट दृष्टि; हाइपरोपिया - दूरदर्शिता, दृष्टिवैषम्य - छवि विरूपण जब कॉर्निया की वक्रता अनियमित होती है और इसके विभिन्न भागों में प्रकाश किरणों का मार्ग समान नहीं होता है। दृष्टिवैषम्य मायोपिक (नज़दीकी), हाइपरमेट्रोपिक (दूरदृष्टि) और मिश्रित हो सकता है। अपवर्तक हस्तक्षेपों के सार को समझने के लिए, आइए हम आंख की शारीरिक भौतिकी को बहुत संक्षेप में और योजनाबद्ध रूप से याद करें। आंख की ऑप्टिकल प्रणाली में दो संरचनाएं होती हैं: प्रकाश-अपवर्तक भाग - कॉर्निया और लेंस, और प्रकाश प्राप्त करने वाला भाग - रेटिना, एक निश्चित (फोकल) दूरी पर स्थित होता है। छवि तीक्ष्ण और स्पष्ट होने के लिए, रेटिना को गेंद की ऑप्टिकल शक्ति के केंद्र बिंदु में होना चाहिए। यदि रेटिना फोकस के सामने है, जो दूरदर्शिता के साथ होता है, या निकट दृष्टि के साथ फोकस के पीछे है, तो वस्तुओं की छवि धुंधली और अस्पष्ट होगी। इसके अलावा, जन्म के क्षण से लेकर 18-20 वर्ष की आयु तक, नेत्रगोलक की शारीरिक वृद्धि के कारण और कारकों के प्रभाव में आंखों की रोशनी बदल जाती है जो अक्सर कुछ अपवर्तक त्रुटियों के गठन का कारण बनती है। इसलिए, अपवर्तक सर्जन का रोगी अक्सर वह व्यक्ति होता है जो 18-20 वर्ष की आयु तक पहुँच चुका होता है।

एक्साइमर लेजर दृष्टि सुधार मानव आंख के मुख्य ऑप्टिकल लेंस - कॉर्निया की सतह के "कंप्यूटर पुनरुत्पादन" के एक कार्यक्रम पर आधारित है। एक व्यक्तिगत सुधार कार्यक्रम के अनुसार, एक ठंडी किरण कॉर्निया को "चिकना" करती है, जिससे सभी मौजूदा दोष समाप्त हो जाते हैं। यह प्रकाश के इष्टतम अपवर्तन और आंखों में एक अविरल छवि प्राप्त करने के लिए सामान्य स्थितियां बनाता है, जैसा कि अच्छी दृष्टि वाले लोगों में होता है। "पुनर्उपयोग" की प्रक्रिया कॉर्नियल ऊतक के तापमान में विनाशकारी वृद्धि के साथ नहीं होती है, और, जैसा कि कई लोग गलती से मानते हैं, कोई "जलना" नहीं होता है। और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि एक्साइमर लेजर प्रौद्योगिकियां कॉर्निया की ऐसी "आदर्श नई निर्दिष्ट प्रोफ़ाइल" प्राप्त करना संभव बनाती हैं, जिससे अपवर्तक त्रुटि के लगभग सभी प्रकार और डिग्री को ठीक करना संभव हो जाता है। वैज्ञानिक रूप से कहें तो, एक्साइमर लेज़र उच्च परिशुद्धता वाली प्रणालियाँ हैं जो कॉर्निया की परतों का आवश्यक "फोटोकैमिकल एब्लेशन" (वाष्पीकरण) प्रदान करती हैं। यदि मध्य क्षेत्र में ऊतक हटा दिया जाता है, तो कॉर्निया चपटा हो जाता है, जो मायोपिया को ठीक करता है। यदि आप कॉर्निया के परिधीय भाग को वाष्पित करते हैं, तो इसका केंद्र सख्त हो जाएगा, जो आपको दूरदर्शिता को ठीक करने की अनुमति देता है। कॉर्निया के विभिन्न मेरिडियन में खुराक हटाने से आप दृष्टिवैषम्य को ठीक कर सकते हैं। अपवर्तक सर्जरी में उपयोग किए जाने वाले आधुनिक लेजर विश्वसनीय रूप से "एब्लेटेड" सतह की उच्च गुणवत्ता की गारंटी देते हैं।

एक्साइमर अणुओं के इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण पर काम करना (अणु जो केवल इलेक्ट्रॉनिक रूप से उत्तेजित अवस्था में मौजूद होते हैं)। संभावित निर्भरता एक एक्साइमर अणु के परमाणुओं की अंतःक्रिया ऊर्जा, जो आंतरिक परमाणु दूरी से जमीनी इलेक्ट्रॉनिक अवस्था में होती है, एक नीरस रूप से घटती हुई क्रिया है, जो नाभिक के प्रतिकर्षण से मेल खाती है। उत्तेजित इलेक्ट्रॉनिक अवस्था के लिए, जो लेज़र संक्रमण का शीर्ष स्तर है, यह निर्भरता न्यूनतम होती है, जो एक्साइमर अणु के अस्तित्व की संभावना को ही निर्धारित करती है (चित्र)। उत्तेजित एक्साइमर अणु का जीवनकाल सीमित होता है

दूरी पर एसिमर अणु की ऊर्जा की निर्भरता आरइसके घटक परमाणुओं X और Y के बीच; ऊपरी वक्र ऊपरी लेज़र स्तर के लिए है, निचला वक्र निचले लेज़र स्तर के लिए है। मान सक्रिय माध्यम की लाभ रेखा के केंद्र, इसकी लाल और बैंगनी सीमाओं से मेल खाते हैं। समय इसका विकिरण है। क्षय। निम्न के बाद से इलेक्ट्रॉन बीम में लेजर संक्रमण की स्थिति। एक्साइमर अणु के परमाणुओं के बिखरने के परिणामस्वरूप नष्ट हो जाता है, जिसका विशेषता समय (10 -13 - 10 -12 सेकेंड) विकिरण समय से काफी कम है। विनाश शीर्ष, लेज़र संक्रमण अवस्था, एक्साइमर अणुओं से युक्त गैस है सक्रिय माध्यमएक्साइमर अणु की उत्तेजित सीमा और मुख्य विस्तार शर्तों के बीच संक्रमण में वृद्धि के साथ।

ई.एल. के सक्रिय माध्यम का आधार। वे आमतौर पर डायटोमिक एक्साइमर अणुओं से बने होते हैं - एक दूसरे के साथ अक्रिय गैस परमाणुओं के अल्पकालिक यौगिक, हैलोजन के साथ या ऑक्सीजन के साथ। ई.एल. के विकिरण की तरंगदैर्घ्य. स्पेक्ट्रम के दृश्यमान या निकट यूवी क्षेत्र में स्थित है। लेज़र संक्रमण ई. एल की लाइनविड्थ प्राप्त करें। असामान्य रूप से बड़ा है, जो निम्न संक्रमण अवधि की विस्तारित प्रकृति से जुड़ा है। सबसे आम इलेक्ट्रॉन बीम के लिए लेजर संक्रमण के मापदंडों के विशिष्ट मूल्य। तालिका में प्रस्तुत किये गये हैं।

एक्साइमर लेजर पैरामीटर

सक्रिय माध्यम के इष्टतम पैरामीटर ई. एल. एक्साइमर अणुओं के निर्माण के लिए इष्टतम स्थितियों के अनुरूप। अक्रिय गैसों के डिमर के निर्माण के लिए सबसे अनुकूल परिस्थितियाँ 10-30 एटीएम की दबाव सीमा के अनुरूप होती हैं, जब ऐसे अणुओं का गहन गठन उत्तेजित परमाणुओं से जुड़े ट्रिपल टकराव में होता है:

ऐसे उच्च दबाव पर, सबसे प्रभावी। लेजर के सक्रिय माध्यम में पंप ऊर्जा को पेश करने की विधि में गैस के माध्यम से तेज इलेक्ट्रॉनों की एक किरण को पारित करना शामिल है, जो ज्यादातर ऊर्जा खो देती है। गैस परमाणुओं को आयनित करना। परमाणु आयनों का आणविक आयनों में रूपांतरण और उसके बाद आणविक आयनों का पृथक्करण पुनर्संयोजन अक्रिय गैस के उत्तेजित परमाणुओं के निर्माण के साथ, प्रभाव की संभावना प्रदान करते हैं। तेज इलेक्ट्रॉनों की किरण की ऊर्जा को एक्साइमर अणुओं की ऊर्जा में परिवर्तित करना। अक्रिय गैसों के डिमर पर आधारित लेजर की दक्षता ~1% होती है। बुनियादी इस प्रकार के लेज़रों का नुकसान अत्यधिक उच्च बीट मान है। थ्रेशोल्ड ऊर्जा इनपुट, जो लेजर संक्रमण की छोटी तरंग दैर्ध्य और इसलिए, लाभ रेखा की चौड़ाई से जुड़ा है। यह लेजर पंपिंग स्रोत के रूप में उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रॉन बीम की विशेषताओं पर उच्च मांग लगाता है और लेजर विकिरण की आउटपुट ऊर्जा को कई से अधिक की पल्स पुनरावृत्ति दर पर जूल (प्रति पल्स) के अंशों के स्तर तक सीमित करता है। हर्ट्ज उत्कृष्ट गैस डिमर पर आधारित लेज़रों की आउटपुट विशेषताओं में और वृद्धि दसियों नैनोसेकंड के क्रम की इलेक्ट्रॉन बीम पल्स अवधि और ~kJ की बीम ऊर्जा के साथ इलेक्ट्रॉन त्वरक के लिए प्रौद्योगिकी के विकास पर निर्भर करती है।

ई.एल. में काफी अधिक आउटपुट विशेषताएँ हैं। अक्रिय गैसों RX* के मोनोहैलाइड्स पर, जहाँ X एक हैलोजन परमाणु है। इस प्रकार के अणु जोड़ीदार टकराव के दौरान प्रभावी ढंग से बनते हैं, उदाहरण के लिए या

ये प्रक्रियाएँ वायुमंडलीय दबाव के क्रम पर दबाव पर भी पर्याप्त तीव्रता के साथ होती हैं, इसलिए ऐसे लेज़रों के सक्रिय माध्यम में ऊर्जा लाने की समस्या तकनीकी रूप से अक्रिय गैस डिमर पर आधारित लेज़रों की तुलना में बहुत कम जटिल होती है। सक्रिय माध्यम ई. एल. अक्रिय गैसों के मोनोहैलाइड्स पर एक या कई होते हैं। वायुमंडलीय क्रम के दबाव पर अक्रिय गैसें और हैलोजन युक्त अणुओं की एक निश्चित संख्या (~10 -2 एटीएम)। लेज़र को उत्तेजित करने के लिए या तो तेज़ इलेक्ट्रॉनों की किरण या स्पंदित विद्युत किरण का उपयोग किया जाता है। स्राव होना। तेज इलेक्ट्रॉनों की किरण का उपयोग करते समय, लेजर विकिरण की आउटपुट ऊर्जा कई की दक्षता के साथ ~ 10 3 J के मान तक पहुंच जाती है। प्रतिशत और पल्स पुनरावृत्ति दर 1 हर्ट्ज से काफी कम है। बिजली का उपयोग करने के मामले में डिस्चार्ज, एक पल्स में लेजर विकिरण की आउटपुट ऊर्जा जूल के एक अंश से अधिक नहीं होती है, जो एक समान मात्रा में डिस्चार्ज बनाने में कठिनाई के कारण होती है, जिसका अर्थ है एटीएम पर एक वॉल्यूम। ~10 एनएस के समय के लिए दबाव। हालाँकि, बिजली का उपयोग करते समय डिस्चार्ज, एक उच्च पल्स पुनरावृत्ति दर (कई किलोहर्ट्ज़ तक) प्राप्त की जाती है, जो व्यावहारिक अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला की संभावना को खोलती है। इस प्रकार के लेजर का उपयोग. नायब. ई.एल. के बीच व्यापक। एक XeCl लेजर प्राप्त हुआ, जो उच्च पल्स पुनरावृत्ति दर मोड में संचालन की सापेक्ष सादगी के कारण है। सी.पी. इस लेजर की आउटपुट पावर 1 किलोवाट के स्तर तक पहुंचती है।

उच्च ऊर्जा के साथ-साथ. विशेषताएँ ई. एल. की महत्वपूर्ण आकर्षक विशेषता। सक्रिय संक्रमण (तालिका) की लाभ लाइनविड्थ का अत्यधिक उच्च मूल्य है। इससे स्पेक्ट्रम की काफी विस्तृत रेंज में चिकनी तरंग दैर्ध्य ट्यूनिंग के साथ यूवी और दृश्यमान रेंज में उच्च-शक्ति लेजर बनाने की संभावना खुल जाती है। इस समस्या को एक इंजेक्शन लेजर उत्तेजना सर्किट का उपयोग करके हल किया जाता है, जिसमें इलेक्ट्रॉन बीम के सक्रिय माध्यम की प्रवर्धन लाइन चौड़ाई के भीतर ट्यून करने योग्य तरंग दैर्ध्य के साथ लेजर विकिरण का एक कम-शक्ति जनरेटर और एक ब्रॉडबैंड एम्पलीफायर शामिल होता है। यह योजना ~ 10 -3 एचएम की लाइनविड्थ के साथ लेजर विकिरण प्राप्त करना संभव बनाती है, जिसे ~ 10 एचएम और अधिक की चौड़ाई की सीमा में तरंग दैर्ध्य के साथ ट्यून किया जा सकता है।

ई. एल. उनकी उच्च ऊर्जा के कारण व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। विशेषताएँ, लघु तरंग दैर्ध्य और काफी व्यापक रेंज में इसकी सुचारू ट्यूनिंग की संभावना। इलेक्ट्रॉन बीम द्वारा उत्तेजित शक्तिशाली एकल-पल्स इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं को पूरा करने के उद्देश्य से लक्ष्यों के लेजर हीटिंग का अध्ययन करने के लिए प्रतिष्ठानों में किया जाता है (उदाहरण के लिए, एचएम के साथ एक केआरएफ लेजर, 100 केजे तक प्रति पल्स आउटपुट ऊर्जा, पल्स अवधि ~) 1 एनएस). स्पंदित गैस डिस्चार्ज से उत्तेजित उच्च पल्स पुनरावृत्ति दर वाले लेजर का उपयोग प्रौद्योगिकी में किया जाता है। माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के प्रसंस्करण में, चिकित्सा में, लेजर आइसोटोप पृथक्करण पर प्रयोगों में, प्रदूषण को नियंत्रित करने के लिए वातावरण को समझने में, फोटोकैमिस्ट्री में और प्रयोगों में। एक गहन मोनोक्रोमैटिक स्रोत के रूप में भौतिकी। यूवी या दृश्य विकिरण.

लिट.:एक्साइमर लेज़र, एड. सी. रोड्स, ट्रांस. अंग्रेजी से, एम., 1981; इलेट्स्कीए. वी.. स्मिरनोव बी.एम., गैस लेजर में भौतिक प्रक्रियाएं, एम.. 1985। ए. वी. एलेत्स्की.