دانلود مقاله لیزر

word قابل ویرایش
27 صفحه
4700 تومان

لیزر

دید کلی
امروزه بطور نسبی همه لیزر و موارد کاربرد آن را می‌دانند. در تمام دنیا استفاده از لیزر و مشتقات آن بطور شگفت انگیزی افزایش داشته است. هر کس خالی داشته باشد که آن را مزاحم بداند به سراغ لیزر می‌رود. بنابراین بررسی علمی این موضوع مفید و لازم به نظر می‌آید. البته نور و طیف آن می‌تواند اثرات مفید و مضر برای بدن و پوست ایجاد کند. اثرات نور بنفش نقش تعیین کننده و مفیدی بر تغذیه و متابولیسم سلولی ایفا می‌کند. اینگونه اثرات سلامت بخش و مفید نور از زمانهای کهن نیز برای انسان تا حدود زیادی روشن بوده است.

بر اساس شواهد و مدارک موجود یونانیها و رومیها هر دو از اثرات مفید و درمانی نور بطور تجربی اطلاع داشته و از آن در درمانهای مختلف بهره می‌جستند. در اوایل سال ۱۹۰۳ دانشمندان اثرات درمانی نور را در شکلی علمی مطرح نمودند و در همین سالها یک فیزیکدان بنام Nife finsen Ryberg بخاطر کشفها و تحقیقاتش روی قابلیتهای درمانی اشعه‌های ناشی از طیفهای مختلف نور موفق به دریافت جایزه نوبل گردید. او دستگاهی را اختراع کرد که طول موجهای مختلف نور خورشید را مجزا نموده و آنها را در مسیرهای معین هدایت می‌نمود.

لیزر، این به اصطلاح نور با شکوه، بسیاری از آرزوهای رؤیا گونه بشر را جامه عمل پوشانده است و زمینه ای از علوم، تکنولوژی وهنر وجود ندارد که در آن این ساحره هزار چهره رخ ننموده باشد.در پزشکی لیزرها روشهای کاملا”جدیدی را برای درمان توسط جراحی امکان پذیر ساخته اند. در صنعت از لیزر هابرای عملیات گرمایی فلزات، جوشکاری و همترازی دقیق استفاده می‌شود.لیزرها برای اندازه گیری دقیق فاصله‌های بسیار زیادوبزرگ ونیز فاصله‌های بسیار کوچک و ریز به کار گرفته شده اند.لیزرها را همراه با تارهای نوری برای انتقال بهتر داده ها و بهبود انتقال تلفنی به کار می‌برند.در تکنولوژی دیسکهای فشرده ازباریکه‌های لیزری برای رمز گذاری اطلاعات و خواندن آنها استفاده می‌شود.خلاصه این که کاربردهای لیزر از جراحی

ظریف چشم تا تعیین حرکت قاره ها گسترده است.تا کنون لیزر ها توانایی خود را به ثبت رسانده اند.از جراحی ظریف چشم که دید انسان رانجات می‌دهد تا امور سنگین مثل جوشکاری ماشین‌های صنعتی، سریعترین راه ارتباطی، خالص ترین نور برای پژوهش علمی، لیزرهابه یکی از مهمترین و انقلابی ترین ابزار‌های زمان ما تبدیل شده اند. با پیشرفت لیزرها، گستره کاربرد آنها هم وسیعتر شده است.هر چقدر در مورد چگونگی ساخت و کار برد هوشمندانه توان آنها یاد بگیریم، به طوراجتناب نا پذیری شأن و مقام بیشتری در تکنولوژی و حتی هنر به دست خواهند آورد.

در شماره بهار –تابستان ۱۹۷۹مجله استانفورد دکتر آرتور شاولو درباره توانایی لیزرها گفته است:
«در آینده لیزرها می‌توانند خدماتی انجام دهند به نحوی که تخیلات علمی هرگزجرأت تصور آنها را نداشته اند. لیزرهای کاملا جدیدو اساسا در انواع متفاوت احتمالا” به وجود خواهند آمد و بار رشد دانش ما درباره نور وماده، لیزرها کارهایی انجام خواهند داد که امروزه به زحمت قابل انجام است و امکاناتی را فراهم خواهند آورد که حتی رویای آن را هم ندیده ایم.»
در این مقاله روشهای نور لیزر و تعدادی از تازه ترین کاربرد‌های آن در زمینه‌های گوناگون به طور ساده و به دور از جنبه‌های تخصصی مورد بحث قرار گرفته اند و با روند تحولات به نظر می‌رسد که لیزر نظیر غولی است که هنوز در شیشه قرار دارد.
کاشف واقعی لیزر کیست؟
انیشتین نخستین دانشمندی بود که مقوله لیزر را در قالبی علمی مطرح کرد و در سالهای بعد از آن آمریکاییها و روسها در طول جنگ سرد تحقیقات و پژوهشهای متعددی در مورد چگونگی بکارگیری لیزر در صنایع جنگی انجام دادند. نخستین لیزر طبی به نام Robust که در قالب یک ماشین ثابت با حجمی سنگین و در اندازه‌ای بزرگ طراحی شده بود در درمانهای جراحی مورد استفاده قرار گرفت.
پس از آن جهان طب شاهد تکامل سریع و غیر منتظره در تولید انواع لیزر طبی و ارائه شدن نسلهای مختلف لیزر به جامعه پزشکی بوده به رغم اشکال متنوع و چند کاره بودن دستگاه لیزر در حوزه‌های مختلف پزشکی یک اصل اساسی از ابتدا تا کنون هرگز تغییر نکرده و آن بکار گیری بهینه از انرژی حاصل از لیزر در حوزه‌های مختلف علمی، پزشکی، جراحی و زیباسازی پوست می‌باشد.
انواع لیزرها
موفقیت دکتر ماین، سر آغاز پیدایش عصری جدید در تکنولوژی لیزری بود.لیزر یاقوت در رشته لیزر‌های جدید در صف مقدم قرار داشت. پژوهشگران مشهور که از این موضوع الهام گرفته بودند با شتاب در پی مواد دیگری بودند که بتوانند نور لیزر ایجاد کنند.
لیزر‌های گازی
لیزر‌های مایع
لیزرهای نیمرسانا
لیزر‌های جامد
لیزر حالت جامد لیزری است که در آن ماده لیزری بلور یا شیشه‌ای است که دارای خط طیفی فلوئورسان تیزی است. این ماده تحت برانگیختگی اپتیکی قوی به منزله یک نوسانگر یا تقویت کننده در طول موج فلوئورسانس عمل می‌کند. لیزرهای نیم رسانا و پلاستیکی با وجود اینکه ماده جامدند، معمولا جزو لیزرهای حالت جامد محسوب نمی‌شوند.

برای اینکه بلور جامدی بتواند در فرایند لیزری مورد استفاده قرار بگیردلازم است مشخصه‌های خاصی را دارا باشد.بلور باید شفاف باشد تا نور بتواند برای بر انگیزش محیط فعال وارد آن شود و خود باریکه لیزر بتواند از آن بگریزد. افزون بر آن، اتمهای محیط فعال باید بتوانند طول موج‌های مورد نظر را به وجود آورند.

بلور هایی که برای ایجاد لیزر به کار می‌روند معمولا حاوی مقدار کمی ناخالصی هستند که در بلور خالص وجود ندارد. بلور خالص ماده میزبان، و فرایند افزودن ناخالصی آلایش نامیده می‌شود. در لیزر یاقوت ماده میزبان اکسید آلومینیم و ماده آلاینده یا ناخالصی اکسید کروم است.علاوه بر یاقوت، از بلورهایی نظیر یاقوت کبود و لعل می‌توان برای ساخت لیزرهای جامد استفاده کرد. مثالهای دیگری از بلورهای میزبان مفید عبارتند از:ترکیبات تنگستن و اکسیژن یا مولیبدن و اکسیژن.برای ساخت لیزر‌های بلوری، در این ترکیبات می‌توان با بادیم، استرونسیم، کلسیم، یا کروم ناخالصی به وجود آورد. به علاوه در شیشه خیلی خالص می‌توان با نئودیمیم ناخالصی ایجاد کرد.

لیزرهای جامد بازده زیادی ندارند. گذار‌های انرژی که در لیزر جامد به وقوع می‌پیوندند گرما ایجاد می‌کنند. برای اینکه لیزر‌های جامد وقت سرد شدن داشته باشند، معمولا برخلاف لیزرهای گازی که باریکه نوری پیوسته ای به وجود می‌آورند به صورت تپ کار می‌کنند از طرف دیگر، لیزر‌های جامد می‌توانند تپهای فوق العاده قدرتمندی از نور لیزر ایجاد کنند. مثلا، بزرگترین لیزرهای نئودیم در یک تپ می‌توانند توانی به اندازه ۲۵ تریلیون وات به وجود آورند.
سیر تحولی رشد

اولین لیزر حالت جامد که در ژوئن ۱۹۶۰ با موفقیت عمل کرد، لیزر یاقوت بود. اخیرا تحقیق روی لیزر حالت جامد با اندازه کوچک انجام گرفته است که در آن یون نه به عنوان یک ناخالصی با غلظت پایین بلکه به عنوان یک جز متشکله اصلی برای آهنگ بالای تکرار یک یا عملیات CW بکار می‌رود. اگرچه در اکثر لیزرها طول موج می‌تواند فقط در محدوده یک درصد تغییر یابد، ولی اخیرا لیزرهای حالت جامد قابل تنظیم روی یک گسترده خیلی پهنتر نیز ساخته شده‌اند.

لیزرهای قابل تنظیم حالت جامد در طیف سنجی‌های فیزیکی و شیمیایی بکار گرفته شده‌اند و کاربرد آنها تحول شگرفی را در طیف سنجی اتمها و مولکولها ایجاد کرده است. طیف سنجی رامانه و طیف سنجی پیکووفمتر ثانیه‌ای بیش از همه از وجود لیزرهای قابل تنظیم بهره برده‌اند. لیزرهای حالت جامد موجب پیشرفت و توسعه چشمگیر مخابرات تار نوری شده است. ساخت لیدارهای پیشرفته کشف و سنجش از راه دور مرهون بکارگیری سیستمهای لیزری تمام حالت جامد می‌باشد.
انواع لیزرهای جامد

لیزر یاگ ( )
در حال حاضر، کاربردی‌ترین لیزر حالت جامد که برای پردازش و ماشین کاری مواد بکار می‌رود، لیزر یاگ است که از بلور ( سنگ آلومینیوم ایتریم) که به آن ۰٫۱ تا ۱ درصد یون نئودیمیم اضافه شده است، ساخته می‌شود. طول موج گسیلی این لیزر ۱٫۰۶ میکرون و گاهی ۱٫۳۲ میکرون است.
لیزر حالت جامد یون فلزی

لیزرهای حالت جامد فلزی از نظر تنوع مواد لیزری، امکان ساخت انواع مختلف سیستمهای لیزری و بالا بردن کیفیت پرتوهای خروجی از پتانسیل بالایی برخوردارند. هر سیستم لیزری حالت جامد یون فلزی دارای سه بخش مهم زیر است:
۱٫ ماده میزان با خواص ماکروسکوپیکی، مکانیکی، حرارتی و اپتیکی مناسب
۲٫ یونهای فعال
۳٫ چشمه‌های دمش اپتیکی

• لیزر :
در میان لیزرهای حالت جامد یون فلزی، لیزر بیشترین کاربرد را دارد. لعل یوتریم آلومینیم ( ) آلاییده به نئودیمیم دارای خواص ویژه‌ای است که آن را برای عمل لیزری مناسب ساخته است. بلور میزبان سخت است و کیفیت اپتیکی خوب و ضریب هدایتی بالایی دارد. این لیزر پهنای خط باریک، بهره بالا و آستانه لیزری پایینی دارد.

لیزرهای Er
لیزرهای ایربیوم بخاطر داشتن دو طول موج ویژه اهمیت دارند، اما از نظر انرژی خروجی مانند لیزرهای خیلی قابل توجه نیستند. بلور که با چگالی بالا به یونهای ایربیوم آلاییده شده است یک خروجی در ۲٫۹ متر و شیشه فسفات آلاییده به ایربیوم خروجی در ۱٫۵۴ میکرومتر دارند. هر دو این طول موجها توسط آب جذب می‌شوند که باعث می‌شود این لیزرها کاربردهای جالبی در پزشکی برای طول موج ۲٫۹ میکرومتر و برای فاصله یابهای ایمن چشم در طول موج ۱٫۵۴ میکرومتر داشته باشند.
لیزر نئودیمیم

لیزرهای نئودیمیم متداولترین نوع لیزر حالت جامد هستند. محیط لیزری معمولا یا بلوری از است (که غالبا نامیده می‌شود) که در آن یونهای جایگزین برخی یونهای شده‌اند، یا شیشه‌ای است که با یونهای در آن ناخالصی بوجود آورده‌اند. لیزرهای نئودیمیم روی چندین خط می‌توانند نوسان کنند که قویترین و لذا متداول‌ترین آنها در طول موج ۱٫۰۶ میکرومتر است. طرح تراز انرژی برای نئودیمیم _ شیشه (Nd:glass) بسیار نزدیک به است، چون ترازهای انرژی درگیر، زیاد تحت تأثیر میدان بلور قرار نمی‌گیرند.
کاربردهای لیزرها

امروزه از لیزرها در مکان‌های بیشماری استفاده‌های گوناگون می‌شودتا کیفیت یا بازده بسیاری از کارهای عادی روزانه را بهبود بخشند. لیزر را در انجام کارهایی نیز به کار گرفته اند که قبلا تصور آن ناممکن بود. در اینجا نیز چند مورد ازکاربردهای لیزر رابه صورت اختصار ذکر می‌گردد.
کاربردهای لیزر در پزشکی

در حال حاضر کاربرد لیزر در پزشکی به خصوص در جراحی‌ها به قدری زیاد و متنوع است که بحث در مورد تمام آنها از حوصله این مقاله خارج است. مزایای جراحی لیزری بر حسب نوع عمل، نوع لیزر و بعضی اوقات از حالتی به حالت دیگر متفاوت است. حصول تمامی این مزایا به شرطی مقدور است که لیزر به طور صحیح مورد استفاده قرار گیرد. بعضی از این مزایا عبارت است از:‏
‏- میدان جراحی خشک (بدون خونریزی)،

‏- کاهش اتلاف خون، ‏
‏- کاهش تورم،
‏- محدودیت فیبروز وتنگ شدگی مجرا، ‏
‏- انتقال از طریق رشته‌های نوری، ‏
‏- تداخل نداشتن با لوازم تحریک کننده،

‏- توانایی حذف سلولهای نئوپلازیک باقیمانده و کاهش برگشت عوارض،
‏- دقت،
‏-کاهش وسایل جراحی در زمینه عمل جراحی،
-کاهش درد‌های بعد از عمل (به طور انتخابی) و‏
‏- ضد عفونی ناحیه جراحی. ‏
در حال حاضر رایجترین لیزری که در اطاق عمل مورد استفاده قرار می‌گیرد، لیزر دی اکسید کربن است. از کاربرد‌های گسترده این لیزر می‌توان از توانایی آن در برش و تبخیر نام برد. اخیرا از انعقاد ثانویه آن نیز در مواردی استفاده شده است. ‏

لیزر نئودیمیوم – یاگ نیز یکی از لیزر هایی است که به سرعت جای خود را در اطاق‌های عمل پیدا کرده است. قابلیت انتقال این لیزر از طریق رشته‌های اپتیک توان بالای آن (در موقع نیاز)، وجود پروب‌های تماسی (برای برش‌های ظریف) و تبخیر به وسیله آن، لیزر نئودیمیوم- یاگ را به‌صورت یکی از دستگاه‌های بسیار با ارزش برای متخصصان در آورده است. در جراحی‌های عمومی، که به ندرت از لیزر‌ها استفاده می‌شود، نیز کاربرد‌های چشمگیری برای لیزر نئودیمیوم – یاگ تماسی به وجود آمده است. در چند سال اخیر لیزر نئودیمیوم- یاگ سوئیچ شده ‏Q‏ کاربرد‌های قابل ملاحظه‌ای نیز در چشم پزشکی پیدا کرده است.

یکی از مهمترین استفاده‌های امروزی لیزر در جراحی است.لیزرها بواقع بسیاری از عملهای سنتی را دگرگون کرده اند، و به علاوه روش‌های کاملا جدیدی را برای درمان توسط جراحی امکانپذیر ساخته اند.چند عارضه جدی چشم انسان از جمله آب مروارید، آب سیاه و انواع مختلفی از آسیب‌های شبکیه می‌توانند باعث کوری شوند. امروزه، بسیاری از این عارضه ها را می‌توان با جراحی توسط لیزر تصحیح کرد.

همچنین، لیزرها جراحان را قادر ساخته اند تا با ضایعات و ناراحتی بسیار کمی برای بیمار انواع زیادی از عملهای جراحی را روی تقریبا هر قسمتی از بدن انسان انجام می‌دهند. به وسیله لیزر می‌توان بسیاری از بیماری ها از جمله اندومتر یوسیس (یک بیماری زنانه)، سرطان مثانه و سرطان‌های دیگر و…استفاده می‌شود. در برگرداندن بینایی، درمان غده‌های سرطانی، باز کردن شریانها، درمان بافتهای اضافی، برداشتن کیسه صفرای معیوب یا پاک کردن لکه مادرزادی، لیزرها امکان به وجود آمدن جراحی‌های دقیقتر و پیشرفته تر را فراهم آورده اند. از آنجا که در عمل با لیزر بافت اطراف کمترین آسیب را می‌بیند، بیمار خون کمتری از دست می‌دهد و ناراحتی کمتری را متحمل می‌شود، و سریعتر از روشهای متداول جراحی بهبود می‌یابد. لیزرهای جراحی باریکه هایی را ایجاد می‌کنند که التیام بخش اند.

بخش دیگری از پزشکی که در آن از لیزر استفاده می‌شود دندانپزشکی است. دکتر مایر از بیر منگام میشیگان یک لیزر تپی دستی n d:yAG سه واتی با سر تار نوری برای استفاده در دندانپزشکی طراحی کرده است. در دندانپزشکی با لیزر از نور مرئی به عنوان باریکه راهنما استفاده می‌کنند و با باریکه لیزری نامرئی کار را انجام می‌دهند.
به عنوان نمونه، با روشی به نام تراشیدن زیر لثه با لیزر، بافت معیوب برداشته می‌شود یا مورد استفاده دیگر لیزر در دندانپزشکی درمان زخمهای د دهان است و همین طور لیزر دندانپزشکی برای انجام دادن عمل روی «روت کانال»نیز به کار می‌رود.

لیزرها در حال دگرگون کردن روش ساخت روکش دندان و پل ها هستند. باریکه لیزر به اطراف دندان هدایت می‌شود و داده‌های جمع آوری شده را به کامپیوتر روکش را طراحی و ساخت آنرا کنترل می‌کند.

امروزه بطور نسبی همه لیزر و موارد کاربرد آن را می‌دانند. در تمام دنیا استفاده از لیزر و مشتقات آن بطور شگفت انگیزی افزایش داشته است. هر کس خالی داشته باشد که آن را مزاحم بداند به سراغ لیزر می‌رود. بنابراین بررسی علمی این موضوع مفید و لازم به نظر می‌آید. البته نور و طیف آن می‌تواند اثرات مفید و مضر برای بدن و پوست ایجاد کند. اثرات نور بنفش نقش تعیین کننده و مفیدی بر تغذیه و متابولیسم سلولی ایفا می‌کند. اینگونه اثرات سلامت بخش و مفید نور از زمانهای کهن نیز برای انسان تا حدود زیادی روشن بوده است.

بر اساس شواهد و مدارک موجود یونانیها و رومیها هر دو از اثرات مفید و درمانی نور بطور تجربی اطلاع داشته و از آن در درمانهای مختلف بهره می‌جستند. در اوایل سال ۱۹۰۳ دانشمندان اثرات درمانی نور را در شکلی علمی مطرح نمودند و در همین سالها یک فیزیکدان بنام Nife finsen Ryberg بخاطر کشفها و تحقیقاتش روی قابلیتهای درمانی اشعه‌های ناشی از طیفهای مختلف نور موفق به دریافت جایزه نوبل گردید. او دستگاهی را اختراع کرد که طول موجهای مختلف نور خورشید را مجزا نموده و آنها را در مسیرهای معین هدایت می‌نمود.
انیشتین نخستین دانشمندی بود که مقوله لیزر را در قالبی علمی مطرح کرد و در سالهای بعد از آن آمریکاییها و روسها در طول جنگ سرد تحقیقات و پژوهشهای متعددی در مورد چگونگی بکارگیری لیزر در صنایع جنگی انجام دادند. نخستین لیزر طبی به نام Robust که در قالب یک ماشین ثابت با حجمی سنگین و در اندازه‌ای بزرگ طراحی شده بود در درمانهای جراحی مورد استفاده قرار گرفت.

پس از آن جهان طب شاهد تکامل سریع و غیر منتظره در تولید انواع لیزر طبی و ارائه شدن نسلهای مختلف لیزر به جامعه پزشکی بوده به رغم اشکال متنوع و چند کاره بودن دستگاه لیزر در حوزه‌های مختلف پزشکی یک اصل اساسی از ابتدا تا کنون هرگز تغییر نکرده و آن بکار گیری بهینه از انرژی حاصل از لیزر در حوزه‌های مختلف علمی، پزشکی، جراحی و زیباسازی پوست می‌باشد.
اثرات لیزر روی بدن

• تحریک سلولی: لیزر باعث تشدید رشد و ترمیم مجدد سلول در پوست، اتصالات، مفاصل، بافتها و… می‌گردد.
• افزایش فعالیت بافتها: تولید سلولهای زایا افزایش تولید آنزیمها و پروستا گلاندینها و… را باعث می‌شود.
• ترمیم و تشدید فعالیت DNA: لیزر در RNA بافت کلاژن تغییراتی را ایجاد می‌نماید.
آثار ضد التهابی لیزر
• کاهش بافت فیبروز: درمان زخمها توسط لیزر امکان پذیر می‌باشد.
• آثار استریلیزاسیون و میکروب کشی
• اثرات ضد ویروسی

• تحریک فعالیتهای بافت عصبی
• افزایش قدرت دفاعی بدن: تولید اینترفرون (مولکول واسطه در سیستم ایمنی) را باعث می‌شود.
• تقویت نمودن رشد مجدد موها
• کاهش دادن رشد موها و محو موهای ناخواسته
• ایجاد واسکولاریزاسیون: شکل گیری عروق جدید خونی که باعث خونگیری بهتر بافتها می‌گردد را باعث شده که این خاصیت لیزر عامل اساسی در جوان شدن مجدد پوست می‌باشد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 4700 تومان در 27 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد