Свойства лазерного излучения

1. Строгая монохроматичность

2. Когерентность

3. Большая мощность пучка

4. Узость пучка

Лазерный луч является высококгерентным монохроматическим плоско-поляризованным. Важным свойством лазерного излучения является его строгая направленность, характеризуемая очень малой расходимостью светового луча, что является следствием высокой степени пространственной когерентности. Угол расходимости у многих лазеров примерно 10^-3 рад, что соответствует одной угловой минуте. Лазерный луч имеет высокую напряженность электрического поля, большую, чем от обычных источников света в 10⁶ раз.

При поглощении лазерного излучения веществом значительная часть энергии электромагнитного поля переходит в теплоту. В биологической ткани поглощение происходит избирательно, т.к. входящие в состав тканей клетки, ферменты, гормоны и пигменты имеют различные показатели поглощения и отражения света. Поражение ткани при мощном лазерном облучении сходно с ожогом, возникающим под действием токов высокой частоты, но только с более резкой границей пораженного участка. Наиболее чувствительны к повышению температуры ферменты, которые при термическом ударе разрушаются первыми. Разрушение ферментов может привести к гибели клеток.

Вследствие термического эффекта происходит коагуляция белков, образование тромбов в венах, а при достаточной интенсивности облучения ткани разрушаются, что используют в лазерной хирургии.

В месте падения лазерного луча в ткани возникает тепловое объемное расширение. Вследствие чего появляются механические напряжения.

В жидких компонентах клеток и тканей образуется ударная волна, распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью. При попадании лазерного луча на кожный покров ткани оно не обязательно вызывают повреждение кожи, но ударная волна, распространяясь во внутренних тканях, может повреждать их без каких-либо внешних проявлений.

Электрическая составляющая лазерного луча образует в биотканях электрические диполи, что приводит к изменению электрических параметров веществ, а также – к деформации тел. Так при облучении хомяков и морских свинок лазерным облучением с энергией 250 Дж удельное сопротивление печени снижалось в 4 раза, диэлектрическая проницаемость увеличивалась в 8 раз. Ионизация нарушает химические связи в молекулах, приводит к изменению хода биологических процессов в связи с образованием свободных радикалов.

Общие применения лазерного излучения:

1. Для измерения расстояния от Земли до Луны;

2. В голографии;

3. Как средство связи;

4. Для прожигания отверстий;

5. В оборонных целях.

Применение в медицине и ветеринарии:

1. Как хирургический нож (позволяет делать бескровные сечения, т.к. этот процесс сопровождается коагуляцией белка);

2. Для лечения различных глазных заболеваний - «офтальмокоагуля-тор» (лечат сетчатку глаза, глаукому путемпрокалывания лазером мелких отверстий d =50-100 мкм для оттока патологической жидкости);

3. Уничтожение раковых клеток;

4. Разрушение дентина зубов;

5. Гастрофиброскопия (исследование и лечение заболеваний внутренних органов);

6. Широко применяется в различных методиках сельскохозяйствен-ного назначения (обработка семян и всходов растений).