ليزر در پزشکي (بخش اول)

ليزر در پزشکي (بخش اول)

ليزر در پزشکي (بخش اول) |

تشريح اين دستگاه نياز به توضيح چند مفهوم اوليه دارد که در موارد جداگانه خدمتتان ارائه مي شود.

ليزر به چه معناست:
Amplification by simulated emission of radiation
تقويت نور به وسيله ي گسيل القايي تابش را ليزر مي گويند.

تفاوت فاز های فوتون ها

نور:
همان طور که مي دانيد بخشي از طيف الکترومغناطيسي که با سرعت حدود 300000 کيلومتر در ثانيه در فضا سير مي کند را نور مي گويند.
نوري که براي انسان قابل مشاهده است(مرئي)داراي طول موج 400 تا 700 نانومتر مي باشد.

گسيل خودبخودي:
خارج شدن فوتون از اتم را گسيل خود بخودي مي گويند.
اتم هاي تشکيل دهنده يک ماده داراي الکترون هايي هستند که در مدار هاي مختلف به دور هسته مي چرخند. حال اگر يک فوتون به اتم برخورد کند انرژي خود را به اتم منتقل کرده و يک الکترون (جاذبه هسته تاثير کمتري بر روي الکترون هاي لايه هايي بالايي دارد) به لايه بالا تري منتقل مي شود اين حالت را برانگيخته شدن اتم مي گويند. قابل ذکر است که اتم در اين حالت ناپايدار بوده و تمايل دارد به حالت اوليه خود (حالت پايه) بازگردد. پس از طي شدن مدت کوتاهي الکترون مدنظر انرژي خود را از دست داده و به تراز پايين تري منتقل مي شود اين انتقال سبب مي گردد که انرژِي موجود در اتم به صورت يک فوتون از آن خارج شود. به اين نحوه از خروج فوتون گسيل خودبخودي گفته مي شود.

گسيل القايي:
در واقع مي توان گفت که تکنولوژِي ليزر را مديون تشريحات و توضيحات آلبرت انيشتين هستيم چرا که او اولين بار اين پديده را به طور واضح و کامل معرفي نمود.
او بيان کرد که اگر فوتوني به اتمي که در حالت برانگيخته قرار دارد قبل از اينکه به حالت پايه برگردد برخورد کند، الکترون به لايه پايين تري منتقل شده و فوتوني کاملا مشابه با فوتون تابيده شده گسيل خواهد کرد. مزيت اين عمل دو مورد است:
1-طول موج فوتون ها دقيقا مشابه است.
فاصله ي ميان دو قله برابر است.

نمودار طول موج

2-فوتون ها کاملا همفاز هستند.
فوتون هاي يک نور معمولي داراي طول موج يکسان هستند اما در هر لحظه وضعيت متفاوتي دارند بنابراين برآيند آنها يکديگر را خنثي کرده و انرژي به خصوصي ندارند. اما در نور ليزر فوتون ها در هر لحظه دقيقا وضعيت مشابه داشته که برآيندشان اثر بسيار زيادي نسبت به يک فوتون را دارد.
به طور مثال همانطور که مي دانيد يک لامپ 100 وات تنها توانايي روشن کردن محيط محدودي مانند يک اتاق را دارد اما ليزر 100 وات توانايي سوراخ کردن فلز را دارا مي باشد.

همفاز بودن فوتون ها

اين مفهومات را انيشتين در سال 1917 به جامعه علمي تقديم کرد اما اولين ليزر بعد از 43 سال ساخته شد.