Оптика
<<  Волоконная оптика и её использование в оптоинформатике Уроку физики преломление света  >>
Аппаратные комплексы на основе квантовой оптики
Аппаратные комплексы на основе квантовой оптики
Оптические квантовые генераторы
Оптические квантовые генераторы
Мейман Теодор
Мейман Теодор
Академик БАСОВ
Академик БАСОВ
Академик Прохоров
Академик Прохоров
Чарлз Таунс
Чарлз Таунс
Лазеры и их применение в медицине
Лазеры и их применение в медицине
Условное изображение процессов (a) поглощения, (b) спонтанного
Условное изображение процессов (a) поглощения, (b) спонтанного
Инверсная заселенность
Инверсная заселенность
Основной элемент неонового лазера
Основной элемент неонового лазера
Схема гелий-неонового лазера: 1 - стеклянная кювета со смесью гелия и
Схема гелий-неонового лазера: 1 - стеклянная кювета со смесью гелия и
При электрическом разряде в трубке возбуждаются атомы гелия , которые
При электрическом разряде в трубке возбуждаются атомы гелия , которые
Принцип действия лазера
Принцип действия лазера
Основным условием реализации подобных схем является соотношение между
Основным условием реализации подобных схем является соотношение между
Развитие лавинообразного процесса генерации в лазере
Развитие лавинообразного процесса генерации в лазере
Рубиновый лазер
Рубиновый лазер
Схема строения лазера на рубине
Схема строения лазера на рубине
Свойства лазерного излучения:
Свойства лазерного излучения:
Лазер используют :
Лазер используют :
Использование лазера в медицине
Использование лазера в медицине
Использование лазера в медицине
Использование лазера в медицине
Использования лазера
Использования лазера
Использования лазера
Использования лазера
Свойства лазерного излучения:
Свойства лазерного излучения:
Свойства лазера
Свойства лазера
Использования лазера
Использования лазера
5. Лазеры и их применение в медицине
5. Лазеры и их применение в медицине
Рис
Рис
Языке квантовой теории вынужденное излучение означает переход атома из
Языке квантовой теории вынужденное излучение означает переход атома из
При электрическом разряде в трубке возбуждаются атомы гелия , которые
При электрическом разряде в трубке возбуждаются атомы гелия , которые
Строение лазера схематически показана на рис
Строение лазера схематически показана на рис
Огромную мощность лазерного луча используют для испарения материалов в
Огромную мощность лазерного луча используют для испарения материалов в
Лазерная радиация применяется в дерматологии для лечения бородавок ,
Лазерная радиация применяется в дерматологии для лечения бородавок ,
Если мощность излучения высока, то его можно использовать в хирургии
Если мощность излучения высока, то его можно использовать в хирургии
Лазеры используют в офтальмонологии для лечения глаукомы , катаракты ,
Лазеры используют в офтальмонологии для лечения глаукомы , катаракты ,
Используют лазерный " скальпель " в нейрохирургии , так как
Используют лазерный " скальпель " в нейрохирургии , так как
Низко энергетическое лазерное излучение не повреждает клетки и ткани ,
Низко энергетическое лазерное излучение не повреждает клетки и ткани ,
В практической медицине используют также лазеропунктуктуру как аналог
В практической медицине используют также лазеропунктуктуру как аналог
Литература
Литература
Спасибо за внимание
Спасибо за внимание

Презентация на тему: «По медецинской оптике на английском языке». Автор: Оксана. Файл: «По медецинской оптике на английском языке.ppt». Размер zip-архива: 673 КБ.

По медецинской оптике на английском языке

содержание презентации «По медецинской оптике на английском языке.ppt»
СлайдТекст
1 Аппаратные комплексы на основе квантовой оптики

Аппаратные комплексы на основе квантовой оптики

2 Оптические квантовые генераторы

Оптические квантовые генераторы

Слово "лазер" составлено из начальных букв в английском словосочетании Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, что украинский означает: усиление света с помощью вынужденного излучения.

3 Мейман Теодор

Мейман Теодор

Т. Мейман создал первый в мире рубиновый лазер, на несколько месяцев создания в 1961 г. газового лазера.

1927 - 2007

4 Академик БАСОВ

Академик БАСОВ

Басов Николай Геннадиевич Лауреат Нобелевской премии по физике (совместно с Прохоровым и Таунсом) за разработку принципа действия лазера и мазера.

1922 - 2001

5 Академик Прохоров

Академик Прохоров

В 1952-1953 вместе со своим аспирантом Басовым сформулировал основные положения теории молекулярного генератора - мазера.

(1916-2002) Лауреат (1964) Нобелевской премии по физике (совместно с Басовым и Таунсом) за фундаментальные работы по квантовой электронике.

6 Чарлз Таунс

Чарлз Таунс

Родился в 1915 г. Лауреат (1964) Нобелевской премии по физике (совместно с Басовым и Прохоровым) за фундаментальные работы по квантовой электронике.

7 Лазеры и их применение в медицине

Лазеры и их применение в медицине

Лазер - в переводе с английского - "усиление света" с помощью индуцированного излучения

Во индуцированным (вынужденным) излучением понимают излучение возбужденных атомов под воздействием падающего на них падает. Особенностью этого излучения является то, что световая волна, возникающая при этом, не отличается от волны, падающей на атом, ни по частоте, ни по фазе, ни за поляризацией.

8 Условное изображение процессов (a) поглощения, (b) спонтанного

Условное изображение процессов (a) поглощения, (b) спонтанного

излучения и © индуцированного излучения кванта

9 Инверсная заселенность

Инверсная заселенность

Языке квантовой теории вынужденное излучение означает переход атома из высшего энергетического состояния к низшему, но не самовольно, как при обычном излучении, а от внешнего воздействия. Понятно, что для того, чтобы происходил процесс усиления света, необходимо, чтобы концентрация атомов на энергетических уровнях, соответствующих возбужденном состояния, была больше чем на низших уровнях. Такое состояние называется инверсной заселенностью.

10 Основной элемент неонового лазера

Основной элемент неонового лазера

Основным элементом неонового лазера является разрядная трубка заполнена смесью газов гелия и неона. Парциальное давление гелия - 1мм.рт.ст. , Неона - 0,1 мм. рт. ст. Атомы неона являются излучающими (рабочими) атомами гелия вспомогательными, которые необходимы для создания инверсной заселенности атомов неона.

11 Схема гелий-неонового лазера: 1 - стеклянная кювета со смесью гелия и

Схема гелий-неонового лазера: 1 - стеклянная кювета со смесью гелия и

неона, в которой создается высоковольтный разряд, 2 - катод, 3 - анод, 4 - глухое сферическое зеркало с пропусканием менее 0,1%, 5 - сферическое зеркало с пропусканием 1 -2%.

12 При электрическом разряде в трубке возбуждаются атомы гелия , которые

При электрическом разряде в трубке возбуждаются атомы гелия , которые

переходят в состояние 2 . первый возбуждающий уровень гелия 2 совпадает с энергетическим уровнем 3 атомов неона . Соударяясь с атомами неона атомы гелия передают им свою энергию и переводят в возбужденное состояние 3 . Таким образом , в трубке создается активная среда , состоящее из атомов неона с инверсной заселенностью . Спонтанный переход отдельных атомов неона с уровня 3 на уровень 2 вызывает появление отдельных фотонов , которые взаимодействуя с возбужденными атомами неона вызывают индуцированное когерентное излучение .

13 Принцип действия лазера

Принцип действия лазера

Спонтанное излучение

Вынужденное излучение

Поглощение

Рассмотрим 3 фундаментальных процессы, описывающие взаимодействие фотонов электромагнитного излучения с веществом - спонтанное излучение (а), вынуждено излучения (б) и поглощения (в). Для простоты рассмотрим среды (атом, молекулу) с двумя энергетическими уровнями, энергии которых Е1 и Е2, причем Е2.> Е1 Переход с верхнего уровня на нижний может сопровождаться излучением фотона с частотой

Кроме того, существуют так называемые безызлучательные переходы.

14 Основным условием реализации подобных схем является соотношение между

Основным условием реализации подобных схем является соотношение между

временами жизни збуждeних уровней:

(Для трехуровневой схемы)

(Для четырехуровневой схемы)

Схема лазера

Основное состояние

Закачка

Основное состояние

Безызлучательные переходы

Безызлучательные переходы

Лазерная генерация

15 Развитие лавинообразного процесса генерации в лазере

Развитие лавинообразного процесса генерации в лазере

Активная среда

Частично прозрачное зеркало

Закачка

Зеркало, что полностью отражает

16 Рубиновый лазер

Рубиновый лазер

Рубин - это твердый кристалл , основой которого является корунд . Для создания инверсной населенности используется оптическая накачка , то есть освещение кристалла рубина мощной вспышкой света . Рубину придают форму цилиндрического стержня , концы которого тщательно отполированы , посеребренные , и служат зеркалами для лазера. Для освещения рубинового стержня применяют импульсные ксеноновые газоразрядные лампы , через которые разряжаются батареи высоковольтных конденсаторов . Лампа -вспышка имеет форму спиральной трубки, обвивается вокруг рубинового стержня. Под действием мощного импульса света в рубиновом стержни создается инверсная заселенность и благодаря наличию зеркал возбуждается лазерная генерация , длительность которой чуть меньше продолжительность вспышки лампы накачивает .

17 Схема строения лазера на рубине

Схема строения лазера на рубине

Рубиновый стержень

Ксеноновая импульсная лампа

Источник питания

Зеркало, которое частично отражает

Выключатель электропитания

Зеркало, которое полностью отражает

Лазерный луч

18 Свойства лазерного излучения:

Свойства лазерного излучения:

1) Высокая степень монохроматичности. На практике в специальных условиях удается добиться, чтобы относительная ширина спектральной линии лазерного излучения в 107 - 108 раз была меньше ширины узких линий спонтанного излучения, наблюдаемых в природе. 2) Когерентность. 3) Узкая направленность. В лазере удается получить расходимость луча менее 10-4 радианы, то есть на уровне угловых секунд. 4) Высокая плотность мощности.

19 Лазер используют :

Лазер используют :

- Для испарения материалов в вакууме - для сварки и обработки сверхтвердых материалов. - Для получения цветных объемных изображений предметов и фотографий, кино-и телевидении (так называемая голография). - Применение лазерного луча в средствах связи и научных исследованиях.

20 Использование лазера в медицине

Использование лазера в медицине

В отоляритологии

В хирургии

У дерматологии

В урологии

В офтальмонологии

В нейрохирургии

Легочной

Сердечно - сосудистой

21 Использование лазера в медицине

Использование лазера в медицине

в дерматологии для лечения бородавок , гнойных гранулем , доброкачественных новообразований кожи. Лазерный луч избирательно поглощается окрашенными структурами. Он разрушает только пигментные участки ткани . Если мощность излучения высока, то его можно использовать в хирургии как скальпель . Лазерный луч направляют гибким световодом на ткань. Световод заканчивается линзой и ручкой. Луч фокусируется в точку диаметром в несколько десятимиллиардных долей метра . Таким " скальпелем " рассекают ткань тела , обеспечивая стерильность. Вскрытие проводится очень точно и быстро , не имеет кровотечения , так высокая температура в месте вскрытия приводит мгновенную коагуляцию белков и просвет кровеносных сосудов закрывается.

22 Использования лазера

Использования лазера

Лазеры используют в офтальмонологии для лечения глаукомы , катаракты , отслоение сетчатки и др. . Глаукома - повышение внутриглазного давления , обусловленное нарушением оттока внутри глазной жидкости . Причиной этого является повреждение начальному отрезку системы оттока. Создан лазерную установку , которая дает модулированный световой импульс , энергия в одном импульсе выделяется за миллионные доли секунды . При модулированном импульсе мощность растет очень быстро и термический эффект не успевает развиться . Лазерная действие становится холодной , в точке фокусировки луча образуется отверстие . При отслаивание сетчатки используется лазерное излучение с небольшой энергией . Луч проходит через прозрачные ткани глаза , не повреждая их , фокусируется на глазном дне в месте отслойки сетчатки и там возникает точечный ожог. Затем образуется рубец, приваривает сетчатку к размещенной над ней сосудистой оболочки , и зрение восстанавливается.

23 Использования лазера

Использования лазера

Используют лазерный " скальпель " в нейрохирургии , так как патологический очаг можно удалить без механического контакта с нежными тканями нервной системы . Сфокусированный к минимуму лазерный луч используют для сшивания сосудов мозга как на поверхности мозговой ткани , так и в глубине. Сшивают сосуды диаметром , меньше 0,5 мм , обычная хирургическая техника не дает таких возможностей . Лазерным излучением можно остановить кровотечение ( коагуляцию ) из желудка и двенадцатиперстной кишки с помощью фиброгастроскопии . Используются методы оперативного лечения с помощью лазера в легочной , сердечно - сосудистой хирургии , в стоматологии , отоляритологии , урологии и других областях

24 Свойства лазерного излучения:

Свойства лазерного излучения:

1) Высокая степень монохроматичности. На практике в специальных условиях удается добиться, чтобы относительная ширина спектральной линии лазерного излучения в 107 - 108 раз была меньше ширины узких линий спонтанного излучения, наблюдаемых в природе. 2) Когерентность. 3) Узкая направленность. В лазере удается получить расходимость луча менее 10-4 радианы, то есть на уровне угловых секунд. 4) Высокая плотность мощности .

25 Свойства лазера

Свойства лазера

Низко энергетическое лазерное излучение не повреждает клетки и ткани , создает биостимулирующий эффект , активизирует важнейшие процессы жизнедеятельности организма. В клетке повышается активность важных биоэнергетических ферментов , при этом усиливается энергетический обмен в клетках , растет биосинтетических активность , тбто увеличивается содержание углеводов , белков , нуклеиновых кислот и т.д. . Лазерное излучение стимулирует деление клеток , ускоряет регенерацию костной , соединительной , эпителиальной и мышечной ткани , повышает способность к приживления трансплантатов кожи , стимулирует иммунную систему ( усиливается функциональная активность лимфоцитов , лейкоцитов , увеличивается содержание белка в крови) .

26 Использования лазера

Использования лазера

В практической медицине используют также лазеропунктуктуру как аналог иглотерапии . для лазерной пункции ( ЛП) чаще всего используют маломощные лазеры , генерирующие излучение в красной области спектра ( гелий - неоновые с ? = 632,8 нм ) . удобно подводить лазерное излучение с помощью свет волоконной оптики ( световодов ) . Низкоэнергетическое излучение не вызывает морфологических изменений , но обусловливает определенные биохимические и физиологические сдвиги в организме , то есть создает физиотерапевтический эффект . Большое разнообразие лазеров , дающих свет всех цветов и оттенков , дает возможность действовать на отдельные химические ингредиенты клеток и тканей .

27 5. Лазеры и их применение в медицине

5. Лазеры и их применение в медицине

Лазер - это термин, образовавшийся из сокращенной фразы: "усиление света" с помощью индуцированного излучения (в английском языке).

Во индуцированным (вынужденным) излучением понимают излучение возбужденных атомов под воздействием падающего на них падает. Особенностью этого излучения является то, что световая волна, возникающая при этом, не отличается от волны, падающей на атом, ни по частоте, ни по фазе, ни за поляризацией..

28 Рис

Рис

6.9

29 Языке квантовой теории вынужденное излучение означает переход атома из

Языке квантовой теории вынужденное излучение означает переход атома из

высшего энергетического состояния к низшему , но не самовольно , как при обычном излучении , а от внешнего воздействия. Понятно , что для того , чтобы происходил процесс усиления света , необходимо , чтобы концентрация атомов на энергетических уровнях , соответствующих возбужденном состояния , была больше чем на низших уровнях . Такое состояние называется инверсной заселенностью . Рассмотрим устройство и принцип работы газового гелий неонового лазера . Основным его элементом является разрядная трубка заполнена смесью газов гелия и неона . Парциальное давление гелия - 1мм.рт.ст. , Неона - 0,1 мм . рт . ст. Атомы неона являются излучающими ( рабочими ) атомами гелия вспомогательными , которые необходимы для создания инверсной заселенности атомов неона . На рис. 6.9 схематически изображены энергетические уровни атомов гелия и неона .

30 При электрическом разряде в трубке возбуждаются атомы гелия , которые

При электрическом разряде в трубке возбуждаются атомы гелия , которые

переходят в состояние 2 . первый возбуждающий уровень гелия 2 совпадает с энергетическим уровнем 3 атомов неона . Соударяясь с атомами неона атомы гелия передают им свою энергию и переводят в возбужденное состояние 3 . Таким образом , в трубке создается активная среда , состоящее из атомов неона с инверсной заселенностью . Спонтанный переход отдельных атомов неона с уровня 3 на уровень 2 вызывает появление отдельных фотонов , которые взаимодействуя с возбужденными атомами неона вызывают индуцированное когерентное излучение .

Для увеличения мощности трубку помещают в зеркальный резонатор. Отражаясь от зеркал, поток фотонов многократно проходит вдоль оси трубки, при этом в процесс индуцированного излучения включается все большее число возбужденных атомов и интенсивность индуцированного излучения возрастает.

31 Строение лазера схематически показана на рис

Строение лазера схематически показана на рис

6.10. Разрядная трубка 1 с торцов закрыта плоско параллельными пластинками 4. Для создания в трубке электрического разряда в нее введены два электрода 2 и 3. Резонатор состоит из плоского 5 и вогнутого 6 зеркал с многослойным диэлектрическим покрытием. Коэффициент отражения этих зеркал ~ 98-99%.

Рис. 6.10

32 Огромную мощность лазерного луча используют для испарения материалов в

Огромную мощность лазерного луча используют для испарения материалов в

вакууме , для сварки и обработки сверхтвердых материалов. Применяя лазеры , получают цветные объемные изображения предметов в фотографии , кино- и телевидении ( так называемая голография ) . Перспективным является применение лазерного луча в средствах связи и научных исследованиях . Рассматривая биологическое действие лазерного излучения , можно выделить три направления использования его в медицине. К первому направлению относится воздействие на ткани импульсным или непрерывным излучением с небольшой энергией , когда еще не происходит обезвоживание и испарения тканей . Это , в основном, применение лазерной радиации в дерматологии и онкологии.

33 Лазерная радиация применяется в дерматологии для лечения бородавок ,

Лазерная радиация применяется в дерматологии для лечения бородавок ,

гнойных гранулем , доброкачественных новообразований кожи. Лазерный луч избирательно поглощается окрашенными структурами. Он разрушает только пигментные участки ткани . Эта его способность используется для лечения заболеваний кожи , например , для вывода врожденных пятен , татуировки. До недавнего времени считали неизлечимыми врожденные красно - синие пятна на коже. В таких пятнах эпидермис имеет нормальную структуру , а лишь нарушена структура сетки кровеносных сосудов под эпидермисом . Для лечения используют сине - зеленое излучение от аргонового лазера , проходящего через прозрачный для него эпидермис практически не повреждая его . А дальше это излучение поглощается гемоглобином кровеносных сосудов , вызывая их термическое повреждение и закупорку . На этом месте образуется бесцветный рубец.

34 Если мощность излучения высока, то его можно использовать в хирургии

Если мощность излучения высока, то его можно использовать в хирургии

как скальпель. Лазерный луч направляют гибким световодом на ткань. Световод заканчивается линзой и ручкой. Луч фокусируется в точку диаметром в несколько десятимиллиардных долей метра. Таким "скальпелем" рассекают ткань тела, обеспечивая стерильность. Вскрытие проводится очень точно и быстро, не имеет кровотечения, так высокая температура в месте вскрытия приводит мгновенную коагуляцию белков и просвет кровеносных сосудов закрывается.

35 Лазеры используют в офтальмонологии для лечения глаукомы , катаракты ,

Лазеры используют в офтальмонологии для лечения глаукомы , катаракты ,

отслоение сетчатки и др. . Глаукома - повышение внутриглазного давления , обусловленное нарушением оттока внутри глазной жидкости . Причиной этого является повреждение начальному отрезку системы оттока. Создан лазерную установку , которая дает модулированный световой импульс , энергия в одном импульсе выделяется за миллионные доли секунды . При модулированном импульсе мощность растет очень быстро и термический эффект не успевает развиться . Лазерная действие становится холодной , в точке фокусировки луча образуется отверстие . При отслаивание сетчатки используется лазерное излучение с небольшой энергией . Луч проходит через прозрачные ткани глаза , не повреждая их , фокусируется на глазном дне в месте отслойки сетчатки и там возникает точечный ожог. Затем образуется рубец, приваривает сетчатку к размещенной над ней сосудистой оболочки , и зрение восстанавливается.

36 Используют лазерный " скальпель " в нейрохирургии , так как

Используют лазерный " скальпель " в нейрохирургии , так как

патологический очаг можно удалить без механического контакта с нежными тканями нервной системы . Сфокусированный к минимуму лазерный луч используют для сшивания сосудов мозга как на поверхности мозговой ткани , так и в глубине. Сшивают сосуды диаметром , меньше 0,5 мм , обычная хирургическая техника не дает таких возможностей . Лазерным излучением можно остановить кровотечение ( коагуляцию ) из желудка и двенадцатиперстной кишки с помощью фиброгастроскопии . Используются методы оперативного лечения с помощью лазера в легочной , сердечно - сосудистой хирургии , в стоматологии , отоляритологии , урологии и других областях .

37 Низко энергетическое лазерное излучение не повреждает клетки и ткани ,

Низко энергетическое лазерное излучение не повреждает клетки и ткани ,

создает биостимулирующий эффект , активизирует важнейшие процессы жизнедеятельности организма. В клетке повышается активность важных биоэнергетических ферментов , при этом усиливается энергетический обмен в клетках , растет биосинтетических активность , тбто увеличивается содержание углеводов , белков , нуклеиновых кислот и т.д. . Лазерное излучение стимулирует деление клеток , ускоряет регенерацию костной , соединительной , эпителиальной и мышечной ткани , повышает способность к приживления трансплантатов кожи , стимулирует иммунную систему ( усиливается функциональная активность лимфоцитов , лейкоцитов , увеличивается содержание белка в крови) .

38 В практической медицине используют также лазеропунктуктуру как аналог

В практической медицине используют также лазеропунктуктуру как аналог

иглотерапии . для лазерной пункции ( ЛП) чаще всего используют маломощные лазеры , генерирующие излучение в красной области спектра ( гелий - неоновые с ? = 632,8 нм ) . удобно подводить лазерное излучение с помощью свет волоконной оптики ( световодов ) . Низкоэнергетическое излучение не вызывает морфологических изменений , но обусловливает определенные биохимические и физиологические сдвиги в организме , то есть создает физиотерапевтический эффект . Большое разнообразие лазеров , дающих свет всех цветов и оттенков , дает возможность действовать на отдельные химические ингредиенты клеток и тканей .

39 Литература

Литература

1. Марценюк В.П., Дидух В.Д., Ладыка Р.Б., Баранюк И.О., Сверстюк А.С., Сорока И.С. Учебник „Медицинская биофизика медицинская аппаратура” Тернополь: Укрмедкнига, 2008, 356 с. 2. Медицинская и биологическая физика / За ред. О.В.Чалого, 2-е издательство - К. : Книга-плюс, 2005. 3. Медицинская и биологическая физика / За ред. О.В.Чалого. т.1 - К. : Випол, 1999; т.2 - К. : Випол, 2001. 4. Емчик Л.Ф., Кмит Я.М. Медицинская и биологическая физика: Учебн.-Львов: Свит, 2003.- 592 с.

40 Спасибо за внимание

Спасибо за внимание

«По медецинской оптике на английском языке»
http://900igr.net/prezentacija/fizika/po-medetsinskoj-optike-na-anglijskom-jazyke-256912.html
cсылка на страницу
Урок

Физика

134 темы
Слайды
900igr.net > Презентации по физике > Оптика > По медецинской оптике на английском языке