Laser Excimer. Kontraindikasi terhadap prosedur koreksi penglihatan sinar excimer

(koreksi penglihatan laser) dan produksi semikonduktor.

Emisi laser dari molekul excimer terjadi karena fakta bahwa ia memiliki keadaan tereksitasi “menarik” (asosiatif) dan keadaan dasar “menolak” (non-asosiatif) - yaitu, molekul tidak ada dalam keadaan dasar. Hal ini karena gas mulia seperti xenon atau kripton sangat inert dan biasanya tidak membentuk senyawa kimia. Ketika tereksitasi (disebabkan oleh pelepasan listrik), mereka dapat membentuk molekul satu sama lain (dimer) atau dengan halogen seperti fluor atau klor. Oleh karena itu, kemunculan molekul dalam keadaan terikat tereksitasi secara otomatis menciptakan inversi populasi antara dua tingkat energi. Molekul seperti itu, dalam keadaan tereksitasi, dapat melepaskan energinya dalam bentuk emisi spontan atau terstimulasi, akibatnya molekul tersebut masuk ke keadaan dasar, dan kemudian dengan sangat cepat (dalam pikodetik) terurai menjadi atom-atom penyusunnya.

Meskipun istilahnya dimer hanya mengacu pada penggabungan atom-atom yang identik, dan sebagian besar laser excimer menggunakan campuran gas mulia dengan halogen, nama tersebut telah melekat dan digunakan untuk semua laser dengan desain serupa.

Panjang gelombang laser excimer bergantung pada komposisi gas yang digunakan, dan biasanya terletak pada wilayah ultraviolet:

Laser excimer biasanya beroperasi dalam mode berdenyut dengan tingkat pengulangan pulsa dari 1 Hz hingga beberapa ratus Hz; dalam beberapa model, frekuensinya dapat mencapai 2 kHz; pembangkitan pulsa tunggal juga dimungkinkan. Pulsa radiasi biasanya memiliki durasi 10 hingga 30 ns dan energi dari satuan hingga ratusan mJ. Radiasi ultraviolet yang kuat dari laser tersebut memungkinkan mereka untuk digunakan secara luas dalam pembedahan (terutama bedah mata), dalam proses fotolitografi dalam produksi semikonduktor, dalam pemrosesan mikro bahan, dalam produksi panel LCD, serta dalam dermatologi. Saat ini, perangkat ini berukuran cukup besar, yang merupakan kelemahan untuk penggunaan medis secara luas (lihat LASIK), namun ukurannya terus menurun seiring dengan perkembangan modern.

Lihat juga

Tulis ulasan tentang artikel "Laser Excimer"

Tautan

• EXCIMER LASER - Ensiklopedia fisik. Dalam 5 volume. - M.: Ensiklopedia Soviet. Pemimpin Redaksi A.M.Prokhorov. 1988.
• Laser Excimer, ed. C.Rhodes, terjemahan. dari bahasa Inggris, M., 1981

Kutipan yang menjelaskan laser excimer

Balashev dengan hormat membiarkan dirinya tidak setuju dengan pendapat kaisar Prancis.
“Setiap negara punya adat istiadatnya masing-masing,” ujarnya.
“Tapi tidak ada tempat seperti ini di Eropa,” kata Napoleon.
“Saya minta maaf kepada Yang Mulia,” kata Balashev, “selain Rusia, ada juga Spanyol, di mana juga terdapat banyak gereja dan biara.”
Jawaban dari Balashev ini, yang mengisyaratkan kekalahan Prancis baru-baru ini di Spanyol, kemudian sangat dihargai, menurut cerita Balashev, di istana Kaisar Alexander dan sangat sedikit dihargai sekarang, pada jamuan makan malam Napoleon, dan diabaikan begitu saja.
Jelas terlihat dari wajah para marshal yang acuh tak acuh dan bingung bahwa mereka bingung dengan lelucon apa yang diisyaratkan oleh intonasi Balashev. “Jika ada, maka kami tidak memahaminya atau dia sama sekali tidak cerdas,” kata ekspresi wajah para marshal. Jawaban ini sangat kurang dihargai sehingga Napoleon bahkan tidak menyadarinya dan dengan naif bertanya kepada Balashev tentang kota mana yang memiliki jalan langsung ke Moskow dari sini. Balashev, yang selalu waspada saat makan malam, menjawab bahwa comme tout chemin mene a Roma, tout chemin mene a Moskow, [seperti setiap jalan, menurut pepatah, menuju ke Roma, demikian pula semua jalan menuju ke Moskow, ] bahwa ada banyak jalan, dan di antara jalan-jalan yang berbeda ini ada jalan menuju Poltava, yang dipilih Charles XII, kata Balashev, tanpa sadar merasa senang atas keberhasilan jawaban ini. Sebelum Balashev sempat menyelesaikan kata-kata terakhirnya: “Poltawa,” Caulaincourt mulai berbicara tentang ketidaknyamanan jalan dari Sankt Peterburg ke Moskow dan tentang kenangannya di Sankt Peterburg.
Setelah makan siang kami pergi minum kopi di kantor Napoleon, yang empat hari lalu merupakan kantor Kaisar Alexander. Napoleon duduk, menyentuh kopi di cangkir Sevres, dan menunjuk ke kursi Balashev.
Ada suasana hati tertentu setelah makan malam dalam diri seseorang yang, lebih kuat dari alasan apa pun yang masuk akal, membuat seseorang merasa senang pada dirinya sendiri dan menganggap semua orang sebagai temannya. Napoleon berada di posisi ini. Sepertinya dia dikelilingi oleh orang-orang yang memujanya. Dia yakin bahwa Balashev, setelah makan malamnya, adalah teman dan pengagumnya. Napoleon menoleh padanya dengan senyuman yang menyenangkan dan sedikit mengejek.
– Ini adalah ruangan yang sama, seperti yang diberitahukan kepada saya, tempat tinggal Kaisar Alexander. Aneh bukan, Jenderal? - katanya, jelas tanpa keraguan bahwa alamat ini pasti menyenangkan bagi lawan bicaranya, karena ini membuktikan keunggulan dia, Napoleon, atas Alexander.
Balashev tidak bisa menjawabnya dan diam-diam menundukkan kepalanya.
“Ya, di ruangan ini, empat hari yang lalu, Wintzingerode dan Stein berunding,” lanjut Napoleon dengan senyum mengejek dan percaya diri yang sama. “Yang tidak dapat saya pahami,” katanya, “adalah bahwa Kaisar Alexander mendekatkan semua musuh pribadi saya kepada dirinya sendiri.” Saya tidak mengerti ini. Bukankah dia mengira aku bisa melakukan hal yang sama? - dia bertanya pada Balashev dengan sebuah pertanyaan, dan, jelas, ingatan ini mendorongnya lagi ke dalam jejak kemarahan pagi hari yang masih segar dalam dirinya.
“Dan beri tahu dia bahwa aku akan melakukannya,” kata Napoleon sambil berdiri dan mendorong cangkirnya dengan tangannya. - Saya akan mengusir semua kerabatnya dari Jerman, Wirtemberg, Baden, Weimar... ya, saya akan mengusir mereka. Biarkan dia mempersiapkan perlindungan bagi mereka di Rusia!
Balashev menundukkan kepalanya, menunjukkan dengan penampilannya bahwa dia ingin pergi dan mendengarkan hanya karena dia mau tidak mau mendengarkan apa yang dikatakan kepadanya. Napoleon tidak memperhatikan ungkapan ini; dia berbicara kepada Balashev bukan sebagai duta besar musuhnya, tetapi sebagai seorang pria yang sekarang sepenuhnya mengabdi padanya dan harus bersukacita atas penghinaan mantan tuannya.

MSTU mereka. NE. Bauman

Manual pendidikan dan metodologi

Laser Excimer

N.V. Lisitsyn

Moskow 2006

Perkenalan

1. Landasan teori

1.1 Media aktif

1.1.2 Laser oksida gas inert

1.1.3 Laser berdasarkan molekul excimer gas mulia murni

1.1.4 Laser halogen diatomik

1.1.5 Laser uap logam

1.1.6 Pendinginan, ventilasi dan pemurnian gas kerja

1.2 Pemompaan

1.2.1 Pemompaan berkas elektron

1.2.2 Pemompaan pelepasan listrik

1.2.2.1 Sirkuit pelepasan

1.2.2.2 Pemompaan dengan pelepasan listrik melintang cepat

2.2.3 Pemompaan dengan pelepasan listrik dengan preionisasi oleh berkas elektron

1.2.2.4 Pemompaan pelepasan listrik ganda

1.3 Parameter radiasi keluaran

2. Model komersial laser excimer

2.1 Laser LPXPro 305 dari LAMBDA PHYSIK (Jerman)

2.2 Laser eX5 OLEH laser gam, inc (AS)

3. Aplikasi

3.1 Eksitasi fotolisis media laser

3.2 Pembangkitan radiasi gelombang pendek

3.2.1 Fotolitografi

3.2.2 Operasi laser. Contoh penghitungan ulang parameter radiasi laser

literatur

Perkenalan

Laser Excimer adalah salah satu jenis laser yang paling menarik. Emisi sumber yang termasuk jenis ini dalam rentang spektral berkisar antara 126 nm hingga 558 nm. Berkat panjang gelombang yang begitu pendek, radiasi laser excimer dapat difokuskan pada titik yang sangat kecil. Kekuatan sumber-sumber ini mencapai satuan kW. Laser Excimer adalah sumber berdenyut. Tingkat pengulangan pulsa bisa mencapai hingga 500 Hz. Jenis laser ini memiliki hasil kuantum yang sangat tinggi dan, sebagai hasilnya, efisiensi yang cukup tinggi (hingga 2 - 4%).

Karena karakteristiknya yang tidak biasa, radiasi laser excimer digunakan di banyak bidang dan aplikasi. Mereka digunakan di klinik selama operasi (pada iris mata dan lainnya) di mana pembakaran jaringan diperlukan. Berdasarkan laser ini, instalasi mikrofotolitografi telah dibuat untuk pengetsaan halus bahan saat membuat papan sirkuit cetak elektronik. Laser Excimer telah banyak digunakan dalam penelitian ilmiah eksperimental.

Namun, semua karakteristik laser excimer yang luar biasa ini menimbulkan beberapa kesulitan dalam pembuatannya dan pembuatan instalasi berdasarkan laser tersebut. Misalnya, dengan daya radiasi yang begitu tinggi, perlu dicegah terbentuknya busur pada campuran gas aktif. Untuk melakukan ini, mekanisme pemompaan perlu diperumit untuk mengurangi durasi denyut nadinya. Radiasi gelombang pendek dari laser excimer memerlukan penggunaan bahan dan pelapis khusus pada struktur resonator, serta sistem optik untuk mengubah radiasinya. Oleh karena itu, salah satu kelemahan sumber jenis ini adalah biayanya yang tinggi dibandingkan jenis laser lainnya.

1. Landasan teori

1.1 Media aktif

Media aktif laser excimer adalah molekul gas. Namun, tidak seperti laser CO, CO 2, atau N 2, pembangkitan laser excimer tidak terjadi melalui transisi antara keadaan vibrasi-rotasi yang berbeda, namun antara keadaan elektronik molekul yang berbeda. Ada zat yang dalam keadaan dasar tidak dapat membentuk molekul (partikelnya dalam keadaan tidak tereksitasi hanya ada dalam bentuk monomer). Hal ini terjadi jika keadaan dasar suatu zat sesuai dengan gaya tolak menolak atom, terikat lemah, atau terikat, tetapi terdapat jarak antar inti yang besar (Gbr. 1).

Gambar 1: a - kurva tolak-menolak tajam; b - kurva datar; c - kurva keadaan terikat pada jarak antar inti yang besar

Molekul zat kerja laser excimer secara garis besar dapat dibagi menjadi dua jenis: molekul yang dibentuk oleh partikel dari zat yang sama dan partikel dari dua zat yang berbeda. Sesuai dengan ini, media aktif itu sendiri dapat disebut “excimer” (excimer, dimer tereksitasi) dan “exciplexes” (exciplex, kompleks tereksitasi).

Lebih mudah untuk mempertimbangkan proses memperoleh penguat dalam laser excimer menggunakan Gambar 2, yang menunjukkan kurva energi potensial untuk keadaan dasar dan keadaan tereksitasi dari molekul A2 diatomik.

Gambar 2. Tingkat energi laser Excimer.

Karena kurva energi potensial keadaan tereksitasi minimum, molekul A 2 * dapat eksis. Molekul ini adalah excimer. Dalam proses relaksasi medium tereksitasi, terbentuk lintasan aliran energi tertentu, yang mengandung lompatan yang hanya dapat diatasi dengan emisi radiasi. Jika sejumlah besar molekul tersebut terakumulasi dalam volume tertentu, maka pada transisi antara tingkat atas (terikat) dan tingkat bawah (bebas), dimungkinkan untuk memperoleh pembangkitan (emisi terstimulasi) - transisi bebas terikat.

Transisi ini ditandai dengan sifat-sifat penting berikut:

Ketika sebuah molekul bertransisi ke keadaan dasar sebagai hasil dari pembangkitan, ia segera terdisosiasi;

Tidak ada transisi rotasi-getaran yang jelas, dan transisi tersebut relatif broadband.

Jika inversi populasi tidak tercapai, maka fluoresensi diamati.

Jika keadaan yang lebih rendah terikat lemah, maka molekul dalam keadaan ini mengalami disosiasi yang cepat baik dengan sendirinya (predisosiasi) atau sebagai akibat tumbukan pertama dengan molekul lain dalam campuran gas.

Saat ini, pembangkitan laser telah dicapai pada sejumlah kompleks excimer - kuasi-molekul gas mulia, oksida dan halidanya, serta pasangan senyawa logam. Panjang gelombang pembangkitan media aktif ini diberikan pada Tabel 1.

Tabel 1

Kompleks Excimer	Kuasimolekul gas mulia			Oksida gas mulia			Sepasang sambungan logam
Kuasimolekul aktif	Xe 2*	Kr 2*	Di 2*	ARO*	KrO*	Xeo*	CdHg*
gen λ, nm	172	145,7	126	558	558	540	470
∆λ, nm	20	13,8	8	25
R imp, MW (R rata-rata, W)	75	50
τ, ns	10	10	4-15
Kuasimolekul aktif	XeBr*	XeF*	ArF*	ArCl*	XeCl*	KrCl*	KrF*
gen λ, nm	282	351	193	175	308	220	248
∆λ, nm	1	1,5	1,5	2	2,5	5	4
R imp, MW (R rata-rata, W)	(100)	3	1000	(0,02)	(7)	5(0,05)	1000
τ, ns	20	20	55	10	5	30	55

Untuk memperoleh kuasi-molekul gas mulia, digunakan gas murni di bawah tekanan puluhan atmosfer; untuk memperoleh oksida gas mulia - campuran gas sumber dengan oksigen molekuler atau senyawa yang mengandung oksigen dengan perbandingan 10.000:1 pada tekanan yang sama; untuk memperoleh halida gas mulia - campurannya dengan halogen dengan perbandingan 10.000:1 (untuk argon dan xenon) atau 10:1 (untuk xenon atau kripton) pada tekanan total 0,1 - 1 MPa.

1.1.1 Laser gas halida langka

Mari kita perhatikan kelas laser excimer yang paling menarik, di mana atom gas inert dalam keadaan tereksitasi bergabung dengan atom halogen, yang mengarah pada pembentukan exciplex gas halida inert. Contoh spesifiknya termasuk ArF (λ = 193 nm), KrF (λ = 248 nm), XeCl (λ = 309 nm), XeF (λ = 351 nm), yang semuanya menghasilkan rentang UV. Mengapa gas mulia halida mudah terbentuk dalam keadaan tereksitasi menjadi jelas ketika kita mempertimbangkan bahwa dalam keadaan tereksitasi, atom gas mulia secara kimiawi mirip dengan atom logam alkali, yang mudah bereaksi dengan halogen. Analogi ini juga menunjukkan bahwa dalam keadaan tereksitasi, ikatan tersebut bersifat ionik: selama pembentukan ikatan, elektron tereksitasi berpindah dari atom gas inert ke atom halogen. Oleh karena itu, keadaan terikat seperti ini disebut juga keadaan perpindahan muatan.

Pada laser gas halida inert, proses fotoabsorpsi memiliki pengaruh yang signifikan terhadap keadaan plasma. Ini termasuk fotodisosiasi halogen asli, dari mana gas inert halida F 2 + hν → 2F terbentuk; peluruhan foto ion negatif yang terbentuk dalam plasma F - + hν → F + e - ; fotoionisasi atom tereksitasi dan molekul gas inert Ar * + hν → Ar + + e - ; fotodisosiasi dimer ion gas inert Ar 2 + + hν → Ar + + Ar. Serta penyerapan molekul gas inert halida itu sendiri.

Fotoabsorpsi dalam media aktif laser gas halida inert dapat dibagi menjadi garis dan broadband. Penyerapan garis terjadi pada transisi terikat-terikat yang terdapat dalam campuran laser pengotor gas atom dan molekul, serta atom bebas dan radikal yang terbentuk di bawah aksi pelepasan baik selama dekomposisi molekul pengotor atau karena erosi elektron. Telah terbukti bahwa serapan garis dalam beberapa kasus dapat mendistorsi spektrum emisi secara signifikan, namun, sebagai suatu peraturan, tidak menyebabkan penurunan energi yang nyata. Penyerapan pita lebar terutama disebabkan oleh transisi bebas terikat yang terjadi dalam proses seperti fotodisosiasi, fotodetasemen, dan fotoionisasi.

Laser excimer gas halida langka biasanya dipompa dengan pelepasan listrik.

Pemompaan laser excimer yang efisien, mis. menciptakan pelepasan yang optimal dari sudut pandang kontribusi energi terhadap media aktif belum menjamin karakteristik laser yang tinggi. Sama pentingnya untuk mengatur ekstraksi energi cahaya yang tersimpan di dalamnya dari media aktif.

Pada artikel ini kita akan melihat kelebihan laser excimer. Saat ini, kedokteran memiliki berbagai macam peralatan laser untuk pengobatan penyakit kompleks di area tubuh manusia yang sulit dijangkau. membantu mencapai efek invasif minimal dan tidak menimbulkan rasa sakit, yang memiliki keuntungan besar dibandingkan intervensi bedah yang dilakukan secara manual selama operasi perut, yang sangat traumatis, penuh dengan kehilangan banyak darah, serta rehabilitasi jangka panjang setelahnya.

Apa itu laser?

Laser adalah generator kuantum khusus yang memancarkan berkas cahaya sempit. Perangkat laser membuka kemungkinan luar biasa untuk mentransmisikan energi melalui jarak berbeda dengan kecepatan tinggi. Cahaya biasa yang dapat dilihat oleh penglihatan manusia terdiri dari berkas cahaya kecil yang menyebar ke berbagai arah. Jika berkas-berkas ini dikonsentrasikan menggunakan lensa atau cermin, maka akan diperoleh berkas partikel cahaya yang besar, namun hal ini pun tidak dapat dibandingkan dengan berkas laser, yang terdiri dari partikel-partikel kuantum, yang hanya dapat dicapai dengan mengaktifkan atom-atom medium. yang mendasari radiasi laser.

Varietas

Dengan bantuan perkembangan luar biasa yang dilakukan oleh para ilmuwan di seluruh dunia, laser excimer saat ini banyak digunakan di banyak bidang aktivitas manusia dan memiliki jenis berikut:

Asal

Jenis ini adalah ultraviolet yang banyak digunakan dalam bidang bedah mata. Dokter menggunakan perangkat ini untuk melakukan koreksi penglihatan laser.

Istilah "excimer" berarti "dimer tereksitasi" dan mencirikan jenis material yang digunakan sebagai fluida kerjanya. Untuk pertama kalinya di Uni Soviet, perangkat semacam itu dipresentasikan pada tahun 1971 oleh ilmuwan V. A. Danilichev, N. Basov dan Yu M. Popov di Moskow. Fluida kerja laser tersebut adalah dimer xenon, yang dieksitasi oleh seberkas elektron untuk menghasilkan radiasi dengan panjang gelombang tertentu. Setelah beberapa waktu, gas mulia dengan halogen mulai digunakan untuk ini, dan ini dilakukan pada tahun 1975 di salah satu laboratorium penelitian AS oleh ilmuwan J. Hart dan S. Searles.

Orang sering bertanya mengapa laser excimer digunakan untuk koreksi penglihatan.

Keunikannya

Ditemukan bahwa molekul excimer berproduksi dengan berada dalam keadaan "menarik" dan juga dalam keadaan "menolak". Efek ini dapat dijelaskan oleh fakta bahwa xenon atau kripton (gas mulia) sangat inert dan biasanya tidak pernah membentuk senyawa kimia. Pelepasan listrik menyebabkan mereka tereksitasi, sehingga mereka dapat membentuk molekul satu sama lain atau dengan halogen, seperti klorin atau fluor. Kemunculan molekul dalam keadaan tereksitasi, biasanya, menciptakan apa yang disebut inversi populasi, dan molekul semacam itu melepaskan energinya, yang merupakan rangsangan atau emisi spontan. Setelah ini, molekul kembali ke keadaan dasarnya dan hancur menjadi atom. Perangkat laser excimer itu unik.

Istilah “dimer” biasanya digunakan ketika atom-atom identik dihubungkan satu sama lain, namun sebagian besar laser excimer modern menggunakan senyawa gas mulia dan halogen. Namun demikian, senyawa ini, yang digunakan untuk semua laser dengan desain serupa, juga disebut dimer. Bagaimana cara kerja laser excimer? Kita akan melihatnya sekarang.

Prinsip pengoperasian laser excimer

Laser inilah yang menjadi pemain utama dalam PRK dan LASIK. Fluida kerjanya adalah gas inert dan halogen. Ketika tegangan tinggi dimasukkan ke dalam campuran gas-gas ini, satu atom halogen dan satu atom gas inert bergabung membentuk molekul diatomik. Ia berada dalam keadaan sangat tereksitasi dan setelah seperseribu detik ia terurai menjadi atom, yang menyebabkan munculnya gelombang cahaya dalam rentang UV.

Prinsip pengoperasian laser excimer ini telah diterapkan secara luas dalam pengobatan, karena radiasi ultraviolet mempengaruhi jaringan organik, misalnya kornea, sedemikian rupa sehingga ikatan antar molekul dipisahkan, yang menyebabkan perpindahan jaringan dari padat ke padat. keadaan gas. Proses ini disebut "fotoablasi".

Rentang gelombang

Semua model jenis ini yang ada beroperasi dalam rentang panjang gelombang yang sama dan hanya berbeda dalam lebar berkas cahaya, serta komposisi fluida kerja. Laser excimer adalah laser yang paling umum digunakan untuk koreksi penglihatan. Tapi ada area lain penerapannya.

Yang pertama memiliki diameter berkas cahaya yang sama dengan diameter permukaan tempat terjadinya penguapan. Luasnya jangkauan sinar dan heterogenitasnya menyebabkan heterogenitas yang sama pada lapisan atas kornea, serta peningkatan suhu pada permukaannya. Proses ini disertai dengan kerusakan dan luka bakar. Situasi ini diperbaiki dengan penciptaan laser excimer. Bedah Mikro Mata MNTK telah menggunakannya sejak lama.

Laser generasi baru telah mengalami proses modernisasi yang panjang, di mana diameter berkas cahaya dikurangi, dan sistem pemindaian rotasi khusus untuk mengirimkan radiasi laser ke mata telah dibuat. Mari kita lihat bagaimana laser excimer digunakan oleh dokter.

Aplikasi dalam pengobatan

Pada penampang melintang, sinar laser tersebut tampak seperti titik yang bergerak melingkar, menghilangkan lapisan atas kornea, dan juga memberikan radius kelengkungan yang berbeda. Di zona ablasi, suhu tidak naik karena efeknya bersifat jangka pendek. Sebagai hasil dari operasi, permukaan kornea terlihat halus dan jernih. Laser excimer sangat diperlukan dalam oftalmologi.

Dokter bedah yang melakukan pembedahan menentukan terlebih dahulu berapa porsi energi yang akan disuplai ke kornea, serta seberapa dalam laser excimer akan diterapkan. Dari sini, spesialis dapat merencanakan jalannya proses terlebih dahulu dan memperkirakan hasil apa yang akan diperoleh dari operasi tersebut.

Koreksi penglihatan laser

Bagaimana cara kerja laser excimer dalam oftalmologi? Metode yang populer saat ini didasarkan pada apa yang disebut dengan penggunaan kembali kornea secara komputer, yang merupakan lensa optik utama mata manusia. Laser excimer yang digunakan menghaluskan permukaan kornea, menghilangkan lapisan atas dan dengan demikian menghilangkan semua cacat yang ada di dalamnya. Pada saat yang sama, kondisi normal muncul bagi mata untuk menerima gambar yang benar, menciptakan pembiasan cahaya yang benar. Orang yang telah menjalani prosedur ini melihat seperti orang lain yang awalnya memiliki penglihatan yang baik.

Prosedur penggunaan kembali kornea tidak menyebabkan suhu tinggi pada permukaannya, yang dapat merusak jaringan hidup. Dan menurut kebanyakan orang, apa yang disebut pembakaran pada lapisan atas kornea tidak terjadi.

Keuntungan terpenting dari laser excimer adalah penggunaannya untuk koreksi penglihatan memungkinkan Anda mendapatkan hasil yang ideal dan memperbaiki hampir semua kelainan kornea yang ada. Perangkat ini sangat presisi sehingga memungkinkan “ablasi fotokimia” pada lapisan atas.

Misalnya, jika proses ini dilakukan pada zona tengah kornea, maka bentuknya menjadi hampir rata, dan ini membantu memperbaiki miopia. Jika, selama koreksi penglihatan, lapisan kornea di zona perifer menguap, maka bentuknya menjadi lebih bulat, dan ini pada gilirannya mengoreksi rabun dekat. Astigmatisme dikoreksi melalui pengangkatan lapisan atas kornea di berbagai bagiannya secara bertahap. Laser excimer modern, yang banyak digunakan dalam bedah mikro bias mata, menjamin permukaan berkualitas tinggi yang menjalani fotoablasi.

Fitur penggunaan dalam pengobatan

Laser excimer dalam bentuk yang ada saat ini muncul baru-baru ini, namun sudah membantu orang di seluruh dunia mengatasi masalah penglihatan seperti miopia, rabun dekat, dan astigmatisme. Solusi untuk masalah ini, untuk pertama kalinya setelah bertahun-tahun menciptakan peralatan tersebut, memenuhi semua persyaratan tidak menimbulkan rasa sakit, keamanan maksimum, dan efisiensi.

Penyakit mata yang bisa diobati dengan menggunakan

Bidang bedah mata yang berhubungan dengan penghapusan kelainan mata manusia ini disebut bedah refraksi, dan kelainan tersebut disebut kesalahan ametropik dan refraksi.

Menurut para ahli, ada dua jenis pembiasan:

Ametropia, pada gilirannya, mencakup beberapa subtipe:

• miopia (rabun jauh);
• astigmatisme - mata menerima gambar yang terdistorsi ketika kornea memiliki kelengkungan yang tidak teratur, dan aliran sinar cahaya menjadi tidak merata di berbagai bagian permukaannya;
• hipermetropia (rabun jauh).

Ada dua jenis astigmatisme - hipermetropik, yang mirip dengan rabun jauh, rabun, mirip miopia, dan campuran.

Untuk memahami dengan benar esensi manipulasi refraksi, diperlukan pengetahuan minimal tentang anatomi mata manusia. Sistem optik mata terdiri dari tiga elemen utama - kornea, lensa, yang merupakan bagian pembiasan cahaya, dan retina, yang merupakan bagian penerima cahaya. Agar bayangan yang dihasilkan menjadi jernih dan tajam, retina berada pada titik fokus bola. Namun, jika berada di depan fokus, yang terjadi pada penderita rabun jauh, atau di belakangnya, yang terjadi pada miopia, gambar yang dihasilkan menjadi tidak jelas dan sangat kabur.

Pada manusia, optik mata dapat berubah sepanjang hidup, khususnya sejak lahir sampai dengan usia 16-20 tahun, perubahan tersebut disebabkan oleh pertumbuhan dan pertambahan ukuran bola mata, serta karena pengaruh. faktor tertentu yang dapat menyebabkan terbentuknya anomali tertentu. Dengan demikian, pasien ahli bedah refraksi mata paling sering menjadi orang dewasa.

Kontraindikasi terhadap prosedur koreksi penglihatan sinar excimer

Koreksi penglihatan dengan laser excimer tidak diindikasikan untuk semua orang yang menderita gangguan penglihatan. Penggunaan prosedur ini dilarang:

Kemungkinan komplikasi setelah digunakan

Semua metode perawatan laser excimer yang ada saat ini sangat aman dan sangat efektif. Namun, ada sejumlah komplikasi yang bisa terjadi setelah operasi dengan menggunakan teknik tersebut. Ini termasuk:

1. Pertumbuhan sebagian atau tidak tepat pada sebagian kornea, setelah itu bagian tersebut tidak dapat tumbuh lagi.
2. Yang disebut sindrom mata kering adalah ketika penderita mengalami kemerahan dan nyeri pada mata. Komplikasi ini dapat terjadi jika, selama proses koreksi penglihatan, ujung saraf yang bertanggung jawab untuk produksi air mata telah rusak.
3. Berbagai gangguan penglihatan, misalnya penglihatan ganda atau penurunan penglihatan dalam gelap, gangguan persepsi warna, atau munculnya lingkaran cahaya.
4. Melemahnya atau melunaknya kornea, yang dapat terjadi beberapa bulan setelah operasi atau beberapa tahun kemudian.

Laser excimer dalam dermatologi

Efek laser frekuensi rendah pada kulit sangatlah positif. Hal ini terjadi karena efek berikut:

• antiinflamasi;
• antioksidan;
• pereda nyeri;
• imunomodulator.

Artinya, ada mekanisme kerja biostimulasi tertentu dari radiasi laser dengan daya rendah.

Berhasil menjalani perawatan laser excimer untuk vitiligo. Bintik-bintik penuaan pada kulit dihaluskan dengan sangat cepat.

Laser excimer adalah protagonis utama PRK dan LASIK. Namanya didapat dari kombinasi dua kata: bersemangat - bersemangat, dimer - ganda. Badan aktif laser tersebut terdiri dari campuran dua gas - inert dan halogen. Ketika tegangan tinggi diterapkan pada campuran gas, atom gas inert dan atom halogen membentuk molekul gas diatomik. Molekul ini berada dalam keadaan tereksitasi dan sangat tidak stabil. Setelah beberapa saat, dalam seperseribu detik, molekul tersebut hancur. Disintegrasi molekul menyebabkan emisi gelombang cahaya dalam rentang ultraviolet (biasanya 193 nm).

Prinsip pengaruh radiasi ultraviolet pada senyawa organik, khususnya pada jaringan kornea, adalah pemisahan ikatan antarmolekul dan, sebagai akibatnya, perpindahan sebagian jaringan dari padat ke gas (fotoablasi). Laser pertama memiliki diameter sinar yang sama dengan diameter permukaan yang diuapkan, dan ditandai dengan efek merusak yang signifikan pada kornea. Profil berkas yang lebar, heterogenitasnya, menyebabkan heterogenitas kelengkungan permukaan kornea, pemanasan jaringan kornea yang cukup tinggi (15-20˚), yang menyebabkan luka bakar dan kekeruhan pada kornea.

Laser generasi baru telah ditingkatkan. Diameter sinar dikurangi, dan sistem pemindaian rotasi untuk memasok radiasi laser ke mata diciptakan untuk merawat seluruh permukaan kornea yang diperlukan. Faktanya, sistem ini diciptakan pada akhir tahun 50an, dan masih berhasil digunakan dalam memindai kepala pelacak rudal. Semua laser excimer beroperasi dalam rentang panjang gelombang yang sama, dalam mode berdenyut, dan hanya berbeda dalam modulasi sinar laser dan komposisi benda aktif. Sinar laser, yang merupakan celah atau titik pada penampang, bergerak mengelilingi lingkaran, secara bertahap menghilangkan lapisan kornea dan memberikan radius kelengkungan baru. Suhu di zona ablasi praktis tidak meningkat karena paparan jangka pendek. Permukaan halus kornea hasil operasi memungkinkan diperolehnya hasil refraksi yang akurat dan tahan lama.

Karena ahli bedah mengetahui terlebih dahulu berapa porsi energi cahaya yang disuplai ke objek (kornea), ia dapat menghitung seberapa dalam ablasi akan dilakukan. Dan hasil apa yang akan diraihnya dalam proses bedah refraksi. Dan akhirnya, di ambang milenium ketiga, sebuah metode baru telah muncul untuk mengatasi masalah ini - koreksi laser excimer, yang meringankan orang dari miopia, astigmatisme, dan rabun dekat. Untuk pertama kalinya, koreksi laser memenuhi semua persyaratan seseorang dengan penglihatan “buruk”. Validitas ilmiah, tidak menimbulkan rasa sakit, keamanan maksimal, stabilitas hasil - inilah faktor tanpa syarat yang menjadi cirinya. Bidang bedah mata yang menangani koreksi kelainan ini disebut bedah refraksi, dan bidang itu sendiri disebut kelainan refraksi atau ametropia.

Para ahli membedakan dua jenis pembiasan:
- Emmetropia- penglihatan normal;
- Ametropia- penglihatan abnormal, termasuk beberapa jenis: miopia - miopia; hyperopia - rabun jauh, astigmatisme - distorsi gambar ketika kelengkungan kornea tidak teratur dan jalur sinar cahaya di berbagai bagiannya tidak sama. Astigmatisma dapat bersifat rabun jauh (rabun jauh), hipermetropik (rabun dekat), dan campuran. Untuk memahami esensi intervensi refraksi, mari kita mengingat secara singkat dan skematis fisika anatomi mata. Sistem optik mata terdiri dari dua struktur: bagian pembiasan cahaya - kornea dan lensa, dan bagian penerima cahaya - retina, yang terletak pada jarak (fokus) tertentu. Agar bayangan terlihat tajam dan jernih, retina harus berada pada titik fokus daya optik bola. Jika retina berada di depan fokus, yang terjadi pada penderita rabun jauh, atau di belakang fokus pada penderita miopia, maka bayangan benda akan buram dan tidak jelas. Selain itu, sejak lahir hingga usia 18-20 tahun, optik mata berubah akibat pertumbuhan fisiologis bola mata dan di bawah pengaruh faktor-faktor yang sering menyebabkan terbentuknya kelainan refraksi tertentu. Oleh karena itu, pasien ahli bedah refraksi seringkali adalah orang yang telah mencapai usia 18-20 tahun.

Koreksi penglihatan laser Excimer didasarkan pada program “penggunaan kembali komputer” pada permukaan lensa optik utama mata manusia - kornea. Menurut program koreksi individu, sinar dingin “menghaluskan” kornea, menghilangkan semua cacat yang ada. Hal ini menciptakan kondisi normal untuk pembiasan cahaya yang optimal dan memperoleh gambar yang tidak terdistorsi di mata, seperti pada orang dengan penglihatan yang baik. Proses “penggunaan kembali” tidak disertai dengan peningkatan suhu jaringan kornea yang merusak, dan, seperti yang diyakini secara keliru oleh banyak orang, tidak terjadi “kebakaran”. Dan yang paling penting, teknologi laser excimer memungkinkan diperolehnya “profil spesifik baru yang ideal” pada kornea sehingga memungkinkan untuk mengoreksi hampir semua jenis dan derajat kelainan refraksi. Secara ilmiah, laser excimer adalah sistem presisi tinggi yang menyediakan “ablasi fotokimia” (penguapan) yang diperlukan pada lapisan kornea. Jika jaringan diangkat di zona tengah, kornea menjadi lebih rata, sehingga miopia dapat diperbaiki. Jika Anda menguapkan bagian perifer kornea, bagian tengahnya akan menjadi lebih curam, sehingga Anda dapat memperbaiki rabun dekat. Penghapusan dosis di berbagai meridian kornea memungkinkan Anda memperbaiki astigmatisme. Laser modern yang digunakan dalam bedah refraksi secara andal menjamin kualitas tinggi dari permukaan “ablasi”.

Bekerja pada transisi elektronik molekul excimer (molekul yang hanya ada dalam keadaan tereksitasi secara elektronik). Potensi ketergantungan Energi interaksi atom-atom molekul excimer, yang berada dalam keadaan elektronik dasar, dari jarak antar inti adalah fungsi yang menurun secara monoton, yang berhubungan dengan tolakan inti. Untuk keadaan elektronik tereksitasi, yang merupakan tingkat transisi laser teratas, ketergantungan ini memiliki nilai minimum, yang menentukan kemungkinan keberadaan molekul excimer itu sendiri (Gbr.). Masa hidup molekul excimer yang tereksitasi terbatas

Ketergantungan energi molekul esimer pada jarak R antara atom penyusunnya X dan Y; Kurva atas untuk level laser atas, kurva bawah untuk level laser bawah. Nilai-nilai tersebut sesuai dengan pusat garis penguatan media aktif, batas merah dan ungunya. waktu radiasinya. membusuk. Sejak lebih rendah keadaan transisi laser dalam berkas elektron. hancur akibat hamburan atom-atom molekul excimer, yang waktu karakteristiknya (10 -13 - 10 -12 s) jauh lebih kecil daripada waktu radiasi. kehancuran atas, keadaan transisi laser, gas yang mengandung molekul excimer media aktif dengan peningkatan transisi antara ikatan tereksitasi dan istilah ekspansi utama molekul excimer.

Dasar dari media aktif E. l. Mereka biasanya terdiri dari molekul excimer diatomik - senyawa atom gas inert berumur pendek satu sama lain, dengan halogen atau dengan oksigen. Panjang gelombang radiasi E. l. terletak pada daerah spektrum UV tampak atau dekat. Dapatkan lebar garis transisi laser E. l. sangat besar, hal ini disebabkan oleh sifat perluasan dari suku transisi yang lebih rendah. Nilai karakteristik parameter transisi laser untuk berkas elektron yang paling umum. disajikan dalam tabel.

Parameter laser Excimer

Parameter optimal dari media aktif E. l. sesuai dengan kondisi optimal untuk pembentukan molekul excimer. Kondisi yang paling menguntungkan untuk pembentukan dimer gas inert sesuai dengan kisaran tekanan 10-30 atm, ketika pembentukan intensif molekul tersebut terjadi dalam tumbukan rangkap tiga yang melibatkan atom tereksitasi:

Pada tekanan setinggi itu, yang paling efektif. Metode memasukkan energi pompa ke dalam media aktif laser melibatkan melewatkan seberkas elektron cepat melalui gas, yang sebagian besar kehilangan energi. untuk mengionisasi atom gas. Konversi ion atom menjadi ion molekul dan rekombinasi disosiatif selanjutnya dari ion molekul disertai dengan pembentukan atom-atom tereksitasi dari gas inert, memberikan kemungkinan terjadinya eff. mengubah energi berkas elektron cepat menjadi energi molekul excimer. Laser berdasarkan dimer gas inert dicirikan oleh efisiensi ~1%. Dasar Kerugian dari laser jenis ini adalah nilai ketukannya yang sangat tinggi. masukan energi ambang batas, yang dikaitkan dengan panjang gelombang pendek transisi laser dan, oleh karena itu, lebar garis penguatan. Hal ini membebankan tuntutan yang tinggi pada karakteristik berkas elektron yang digunakan sebagai sumber pemompaan laser dan membatasi energi keluaran radiasi laser hingga tingkat pecahan joule (per pulsa) dengan laju pengulangan pulsa tidak lebih dari beberapa. Hz Peningkatan lebih lanjut dalam karakteristik keluaran laser berdasarkan dimer gas mulia bergantung pada pengembangan teknologi akselerator elektron dengan durasi pulsa berkas elektron sekitar puluhan nanodetik dan energi berkas ~kJ.

E. l. memiliki karakteristik keluaran yang jauh lebih tinggi. pada monohalida gas inert RX*, dengan X adalah atom halogen. Molekul jenis ini terbentuk secara efektif selama tumbukan berpasangan, misalnya atau

Proses ini terjadi dengan intensitas yang cukup bahkan pada tekanan pada urutan tekanan atmosfer, sehingga masalah memasukkan energi ke dalam media aktif laser tersebut ternyata secara teknis jauh lebih rumit dibandingkan dengan kasus laser yang didasarkan pada dimer gas inert. Media aktif E. l. pada monohalida gas inert terdiri dari satu atau beberapa. gas inert pada tekanan orde atmosferik dan sejumlah molekul yang mengandung halogen (~10 -2 atm). Untuk merangsang laser, digunakan berkas elektron cepat atau berkas listrik berdenyut. memulangkan. Saat menggunakan berkas elektron cepat, energi keluaran radiasi laser mencapai nilai ~10 3 J dengan efisiensi beberapa. persen dan tingkat pengulangan pulsa jauh di bawah 1 Hz. Jika menggunakan listrik debit, energi keluaran radiasi laser dalam suatu pulsa tidak melebihi sepersekian joule, hal ini disebabkan sulitnya membentuk debit yang volumenya seragam, artinya volume pada atm. tekanan untuk waktu ~ 10 ns. Namun bila menggunakan listrik debit, tingkat pengulangan pulsa yang tinggi tercapai (hingga beberapa kHz), yang membuka kemungkinan berbagai aplikasi praktis. penggunaan laser jenis ini. Naib. tersebar luas di kalangan E. l. menerima laser XeCl, karena pengoperasiannya yang relatif sederhana dalam mode tingkat pengulangan pulsa yang tinggi. Cp. Daya keluaran laser ini mencapai level 1 kW.

Seiring dengan energi yang tinggi. karakteristik fitur menarik yang penting dari E. l. adalah nilai gain linewidth transisi aktif yang sangat tinggi (tabel). Hal ini membuka kemungkinan untuk menciptakan laser berkekuatan tinggi dalam rentang UV dan cahaya tampak dengan penyetelan panjang gelombang yang halus dalam rentang spektrum yang cukup luas. Masalah ini diselesaikan dengan menggunakan rangkaian eksitasi laser injeksi, yang mencakup generator radiasi laser berdaya rendah dengan panjang gelombang yang dapat disesuaikan dalam lebar garis amplifikasi media aktif berkas elektron, dan penguat broadband. Skema ini memungkinkan untuk memperoleh radiasi laser dengan lebar garis ~ 10 -3 HM, dapat disetel sepanjang panjang gelombang dalam rentang lebar ~ 10 HM dan lebih banyak lagi.

E.l. banyak digunakan karena energinya yang tinggi. karakteristik, panjang gelombang pendek dan kemungkinan penyetelan halus dalam rentang yang cukup luas. Berkas elektron pulsa tunggal yang kuat yang dieksitasi oleh berkas elektron digunakan dalam instalasi untuk mempelajari pemanasan laser target untuk tujuan melakukan reaksi termonuklir (misalnya, laser KrF dengan HM, energi keluaran per pulsa hingga 100 kJ, durasi pulsa ~ 1 ns). Laser dengan tingkat pengulangan pulsa yang tinggi, yang dipicu oleh pelepasan gas berdenyut, digunakan dalam teknologi. tujuan dalam pemrosesan produk mikroelektronika, dalam pengobatan, dalam eksperimen pemisahan isotop laser, dalam penginderaan atmosfer untuk mengendalikan polusinya, dalam fotokimia dan dalam eksperimen. fisika sebagai sumber monokromatik yang intens. Radiasi UV atau sinar tampak.

menyala.: Laser Excimer, ed. C.Rhodes, terjemahan. dari bahasa Inggris, M., 1981; EletskyA. V.. Smirnov B.M., Proses fisik dalam laser gas, M.. 1985. A.V.Eletsky.