Свойства лазерного излучения

Свойства лазерного излучения Излучение лазера

Лазерное излучение является видом физической энергии, не встречающимся в природных источниках света. Оно вырабатывается специальными приборами - оптическими квантовыми генераторами (ОКГ) различной конструкции, получившими название – лазеры (от английского словосочетания Light amplification by stimulated emission of radiation - LASER). Принципы его выработки ОКГ были одновременно и независимо открыты в начале 60-х годов российскими и американскими физиками, а уже в конце того же десятилетия были предприняты первые попытки лечебного применения низкоинтенсивных (терапевтических) лазеров, в том числе и для косметологии.

Полупроводниковые и газо-жидкостные лазеры

Лазерное излучение испускается атомами рабочего вещества ОКГ, которое может быть представлено газом, жидкостью, кристаллом, полупроводником.

Лазерное излучение – это электромагнитное излучение оптического диапазона (светового), обладающее такими свойствами как когерентность, монохроматичность, поляризованность и направленность потока излучения, что позволяет создать строго определённую мощность воздействия на поверхности облучаемого объекта.

Лазер – это прибор, который испускает направленный пучок когерентного, поляризованного, монохроматичного электромагнитного излучения, т.е. света в очень узком спектральном диапазоне.

Физические свойства излучения

  • монохроматичность (одноцветность) – все электромагнитные колебания потока имеют одинаковую частоту и длину волны;
  • когерентность (синфазность) - совпадение фаз электромагнитных колебаний;
  • поляризация - фиксированная ориентация векторов электромагнитного излучения в пространстве относительно направления его распространения;
  • направленность - малая расходимость потока излучения.

Особые свойства позволяют концентрировать энергию со строго определенными физическими параметрами и высоким потенциалом биологического и лечебного действия на поверхности объекта. Именно в этом заключается принципиальное отличие от других форм лучистой энергии.

Длина волны лазера

Волна – возмущение (изменение состояния среды или поля), распространяющееся в пространстве с конечной скоростью.

Длина волны - расстояние, на которое распространяется волна за период, равное расстоянию между двумя ближайшими точками среды, колеблющимися в одной фазе. Длина волны электромагнитного излучения оптического диапазона измеряется в нанометрах (нм) или микрометрах (мкм) ( 1мкм=1000нм).

Частота импульсов лазера

Частота колебаний (импульсов) – физическая величина, равная числу колебаний (импульсов), совершаемых за единицу времени. Единица измерения в СИ – герц (Гц). 1 Гц – эта частота, при которой 1 колебание совершается за одну секунду.

Мощность лазера

Мощность излучения - средняя мощность, переносимая через какую-либо поверхность. Единица измерения в СИ - Ватт (Вт). Плотность мощности  - отношение потока излучения к площади поверхности, перпендикулярной к направлению распространения. Единица измерения в СИ - Вт/см2.

Доза облучения - энергетическая облученность за определенный промежуток времени. Единица измерения в СИ - Дж/м2. 1Дж  – энергия, полученная при воздействии излучением мощностью в 1 Вт за 1 с. 1Дж=1Вт/1с

Длина волны лазерного излучения

Одной из важнейших характеристик является длина волны (измеряется в нанометрах или микрометрах). В зависимости от длины волны может принадлежать к различным участкам спектра: ультрафиолетовому, видимому (чаще красному) и инфракрасному.

Спектр лазерного излучения (цвет лазера)

Ультрафиолетовый диапазон

  • от 180 до 400 нм;

Видимый спектр:

  • фиолетовый 400-450 нм;
  • синий 450-480 нм;
  • голубой 480-510 нм;
  • зелёный 510-575 нм;
  • жёлтый 575-585 нм;
  • оранжевый 585-620 нм;
  • красный 620-760 нм;

Инфракрасный диапазон

  • Ближняя область 760 нм -15 мкм;
  • Дальняя область 15-30 мкм.

В физиотерапии наиболее часто применяют красный и ближнего инфракрасного диапазона, которое обладает наибольшим проникающим действием и мягкими биологическими и лечебными эффектами.

Интенсивность лазерного излучения

В зависимости от выходной мощности лазеры подразделяются на:

  1. низкоэнергетические (плотность мощности излучения менее 0.4 Вт/см2)
  2. среднеэнергетические (плотность мощности излучения 0.4-10 Вт/см2)
  3. высокоэнергетические (плотность мощности излучения более 10 Вт/см2).