Оборудование для проведения лазерной коррекции зрения. Эксимерные и фемтосекундные лазеры Эксимер оборудование

Работающий на электронных переходах эксимерных молекул (молекул, существующих только в электронно-возбуждённых состояниях). Зависимость потенц. энергии взаимодействия атомов эксимерной молекулы, находящейся в основном электронном состоянии, от межъядерного расстояния является монотонно спадающей ф-цией, что отвечает отталкиванию ядер. Для возбуждённого электронного состояния, являющегося верх, уровнем лазерного перехода, такая зависимость имеет минимум, определяющий возможность существования самой эксимерной молекулы (рис.). Время жизни возбуждённой эксимерной молекулы ограничено

Зависимость энергии эсимерной молекулы от расстояния R между составляющими её атомами X и Y; верхняя кривая - для верхнего лазерного уровня, нижняя кривая-для нижнего лазерного уровня. Значения соответствуют центру линии усиления активной среды, её красной и фиолетовой границам. временем её радиац. распада. Поскольку ниж. состояние лазерного перехода в Э. л. опустошается в результате разлёта атомов эксимерной молекулы, характерное время к-рого (10 -13 - 10 -12 с) значительно меньше времени радиац. опустошения верх, состояния лазерного перехода, газ, содержащий эксимерные молекулы, является активной средой с усилением на переходах между возбуждёнными связанными и основным разлётным термами эксимерной молекулы.

Основу активной среды Э. л. составляют обычно двухатомные эксимерные молекулы - короткоживущие соединения атомов инертных газов друг с другом, с галогенами или с кислородом. Длина волны излучения Э. л. лежит в видимой или ближней УФ-области спектра. Ширина линии усиления лазерного перехода Э. л. аномально велика, что связано с разлётным характером нижнего терма перехода. Характерные значения параметров лазерных переходов для наиб, распространённых Э. л. представлены в таблице.

Параметры эксимерных лазеров

Оптимальные параметры активной среды Э. л. соответствуют оптимальным условиям образования эксимерных молекул. Наиб, благоприятные условия для образования димеров инертных газовсоответствуют диапазону давлений 10-30 атм, когда происходит интенсивное образование таких молекул при тройных столкновениях с участием возбуждённых атомов:

При столь высоких давлениях наиболее эфф. способ введения энергии накачки в активную среду лазера связан с пропусканием через газ пучка быстрых электронов, к-рые теряют энергию преим. на ионизацию атомов газа. Конверсия атомных ионов в молекулярные и последующая диссоциативная рекомбинация молекулярных ионов сопровождающаяся образованием возбуждённых атомов инертного газа, обеспечивают возможность эфф. преобразования энергии пучка быстрых электронов в энергию эксимерных молекул Лазеры на димерах инертных газов характеризуются кпд ~1%. Осн. недостатком лазеров данного типа является чрезвычайно высокое значение уд. порогового энерговклада, что связано с малой длиной волны лазерного перехода и значит, шириной линии усиления. Это накладывает высокие требования на характеристики электронного пучка, используемого в качестве источника накачки лазера, и ограничивает значения выходной энергии лазерного излучения на уровне долей Дж (в импульсе) при частоте повторения импульсов не выше неск. Гц. Дальнейшее увеличение выходных характеристик лазеров на димерах инертных газов зависит от развития техники электронных ускорителей с длительностью импульса электронного пучка порядка десятков не и энергией пучка ~кДж.

Существенно более высокими выходными характеристиками отличаются Э. л. на моногалогенидах инертных газов RX*, где X - атом галогена. Молекулы этого типа эффективно образуются при парных соударениях, напр.или

Указанные процессы протекают с достаточной интенсивностью уже при давлениях порядка атмосферного, поэтому проблема введения энергии в активную среду таких лазеров оказывается технически значительно менее сложной, чем в случае лазеров на димерах инертных газов. Активная среда Э. л. на моногалогенидах инертных газов состоит из одного или неск. инертных газов при давлении порядка атмосферного и нек-рого кол-ва (~10 -2 атм) га-логеносодержаших молекул. Для возбуждения лазера применяется либо пучок быстрых электронов, либо импульсный электрич. разряд. При использовании пучка быстрых электронов выходная энергия лазерного излучения достигает значений ~ 10 3 Дж при кпд на уровне неск. процентов и частоте повторения импульсов значительно ниже 1 Гц. В случае использования электрич. разряда выходная энергия лазерного излучения в импульсе не превышает долей Дж, что связано с трудностью формирования однородного по объёму разряда в значит, объёме при атм. давлении за время ~ 10 нс. Однако при применении электрич. разряда достигается высокая частота повторения импульсов (до неск. кГц), что открывает возможности широкого практич. использования лазеров данного типа. Наиб. широкое распространение среди Э. л. получил лазер на XeCl, что связано с относительной простотой реализации работы в режиме высокой частоты повторения импульсов. Cp. выходная мощность этого лазера достигает уровня 1 кВт.

Наряду с высокими энергетич. характеристиками важной привлекательной особенностью Э. л. является чрезвычайно высокое значение ширины линии усиления активного перехода (табл.). Это открывает возможность создания мощных лазеров УФ- и видимого диапазонов с плавной перестройкой длины волны в достаточно широкой области спектра. Указанная задача решается с помощью инжекционной схемы возбуждения лазера, включающей в себя маломощный генератор лазерного излучения с длиной волны, перестраиваемой в пределах ширины линии усиления активной среды Э. л., и широкополосный усилитель. Эта схема позволяет получить лазерное излучение с шириной линии ~ 10 -3 HM, перестраиваемое по длине волны в диапазоне шириной ~ 10 HM и более.

Э. л. широко используются благодаря своим высоким энергетич. характеристикам, малой длине волны и возможности её плавной перестройки в довольно широком диапазоне. Мощные моноимпульсные Э. л., возбуждаемые электронными пучками, применяются в установках по исследованию лазерного нагрева мишеней с целью осуществления термоядерных реакций (напр., KrF-лазер сHM, выходной энергией в импульсе до 100 кДж, длительностью импульса ~ 1 не). Лазеры с высокой частотой повторения импульсов, возбуждаемые импульсным газовым разрядом, используются в технол. целях при обработке изделий микроэлектроники, в медицине, в экспериментах по лазерному разделению изотопов, при зондировании атмосферы в целях контроля её загрязнения, в фотохимии и в эксперим. физике в качестве интенсивного источника монохроматич. излучения УФ- или видимого диапазона.

Лит.: Эксимерные лазеры, под ред. Ч. Роудза, пер. с англ., M., 1981; ЕлецкийА. В.. Смирнов Б. M., Физические процессы в газовых лазерах, M.. 1985. А. В. Елецкий .

(лазерная коррекция зрения) и полупроводниковом производстве .

Лазерное излучение эксимерной молекулы происходит вследствие того, что она имеет «притягивающее» (ассоциативное) возбуждённое состояние и «отталкивающее» (не ассоциативное) основное - то есть молекул в основном состоянии не существует. Это объясняется тем, что благородные газы, такие как ксенон или криптон высокоинертны и обычно не образуют химических соединений . В возбуждённом состоянии (вызванном электрическим разрядом), они могут образовывать молекулы друг с другом (димеры) или с галогенами, такими как фтор или хлор . Поэтому появление молекул в возбуждённом связанном состоянии автоматически создаёт инверсию населённостей между двумя энергетическими уровнями. Такая молекула, находящаяся в возбуждённом состоянии, может отдать свою энергию в виде спонтанного или вынужденного излучения , в результате чего молекула переходит в основное состояние, а затем очень быстро (в течение пикосекунд) распадается на составляющие атомы.

Несмотря на то, что термин димер относится только к соединению одинаковых атомов, а в большинстве эксимерных лазеров используются смеси благородных газов с галогенами, название прижилось и используется для всех лазеров аналогичной конструкции.

Длина волны эксимерного лазера зависит от состава используемого газа, и обычно лежит в ультрафиолетовой области:

Эксимерные лазеры обычно работают в импульсном режиме с частотой следования импульсов от 1 Гц до нескольких сотен Гц, у некоторых моделей частота может достигать 2 кГц; также возможна генерация единичных импульсов. Импульсы излучения обычно имеют длительность от 10 до 30 нс и энергию от единиц до сотен мДж. Мощное ультрафиолетовое излучение таких лазеров позволяет их широко применять в хирургии (особенно глазной), в процессах фотолитографии в полупроводниковом производстве, при микрообработке материалов, в производстве ЖК панелей, а также в дерматологии . Сегодня эти устройства довольно громоздки, что является недостатком при широком медицинском применении (см. LASIK), однако их размеры постоянно уменьшаются благодаря современным разработкам.

См. также

Напишите отзыв о статье "Эксимерный лазер"

Ссылки

• ЭКСИМЕРНЫЙ ЛАЗЕР - Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. - М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
• Эксимерные лазеры, под ред. Ч. Роудза, пер. с англ., M., 1981

Отрывок, характеризующий Эксимерный лазер

Эксимерлазерная коррекция зрения практически не имеет противопоказаний. После проведения операции, при соблюдении человеком всех правил реабилитационного периода и предписаний врача, не возникают осложнения как после других видов операции.

Суть оперативного вмешательства – воздействие на роговицу. Высокоточный лазерный луч позволяет моделировать такую форму прозрачной наружной оболочки, при которой лучи, преломляются и фиксируются.

Лазерный способ коррекции уже широко известен и популярен. Но, несмотря на это методика имеет свои противопоказания.

Оперативное вмешательство проводится с помощью специализированного оборудования. Эксимер лазером называется аппарат, применяемый для лечения глазных заболеваний. Применяется он не только в офтальмологии.

Воздействие на ткани больного глаза происходит газовым ультрафиолетовым излучателем. Благодаря мощнейшему ультрафиолетовому излучению хирурги получают отличные результаты после выполнения операции.

При воздействии определенная часть роговицы попросту испаряется. Именно по этим причинам не нужно длительное время для проведения коррекции. Точное воздействие луча предупреждает не только проникновение инфекции в больной глаз, но и существенно уменьшает длительность реабилитации.

Смесь газов, нахождение молекул в состоянии возбуждения и воздействие на все это электрических импульсов способствует образованию мощного светового луча. Говоря простыми словами – это и есть «скальпель», обладающий специфическими свойствами.

К слову, по статистике по завершении стандартных полостных операций при помощи скальпеля, осложнения развиваются у 56% пациентов. По завершении коррекционной процедуры зрения, используя эксимер лазер, — только у 0,05% людей.

Преимущественные стороны коррекции эксимер лазером

Перечень плюсов коррекции:

• Безопасная методика. Такое оперативное вмешательство имеет минимум противопоказаний. Коррекция проводится компьютеризированной техникой, при этом обрабатываются индивидуальные данные человека. Это позволяет исключить врачебные ошибки и осложнения.

• Безболезненная процедура. Применяются для анестезии только препараты местного воздействия. Отсутствует необходимость использовать противопоказанные многим обезболивающие инъекции.
• Быстрота выполнения коррекции. Операция не занимает по времени более 20 мин, вне зависимости от сложности заболевания.
• Высокий результат. С помощью эксимерлазера возможно избавиться сразу от нескольких проблем с глазами.
• Быстрая реабилитация. Лазерные лучи не травмируют окружающие ткани. Поэтому период восстановления существенно укорачивается. Благодаря минимальному повреждению тканей, отсутствуют осложнения. После проведения коррекции у пациента отсутствуют ограничения в дальнейшей жизни.

Существуют ли недостатки

Наверное, нет методик, у которых бы отсутствовали отрицательные стороны. И коррекция эксимер лазером – не исключение.

К минусам такой терапии можно отнести возрастные ограничения. То есть, не проводится коррекция зрения, молодым людям, не достигшим совершеннолетия. Это никак не связано именно с воздействием лазера.

Не выполняется операция потому, так как орган зрения не считается достаточно развитым для коррекции.

Не часто назначается малоинвазивная терапия пожилым людям. Но и в этом случае могут быть исключения. Известны случаи, когда операция была проведена пациентам в возрасте 50-60 лет. При этом наблюдались отличные результаты.

Правила предоперационного и послеоперационного периода

За 14 дней до проведения коррекции пациенту будет предложено отказаться от ношения очков либо контактных лиц. Данный период самый лучший для восстановления естественной формы роговицы (под воздействием линзы она меняется). В ходе исследования врачи детально изучают состояние зрительного аппарата – определяют толщину роговицы, обследуют глазное дно. По итогам полученных результатов и визуального осмотра специалист ставит диагноз, определяется категория сложности восстановительной манипуляции.

Врачи рекомендуют перед коррекционной процедурой воспользоваться периферической профилактической лазеркоагуляцей сетчатки. Этот способ помогает сетчатке укрепиться, что увеличивает вероятность высоких результатов коррекции.

По завершении полного обследования, врачи назначают дату коррекции.

Подготовительные процедуры

Во время подготовки к оперативному вмешательству нужно придерживаться таких правил:

• на протяжении 14 суток до оперативного вмешательства не использовать контактные линзы и очки;
• за двое суток нельзя принимать спиртные напитки;
• за сутки перестать использовать косметические средства и парфюмерию, особенно содержащие спирт (нужно создать естественный микроклимат для проведения коррекции – чувствительная аппаратура при резких запахах может сработать неправильно);
• за месяц до операции сдаются в обязательном порядке анализы крови (гепатит, RW);
• при себе в день процедуры следует иметь солнцезащитные очки, сменную одежду;
• с утра, перед оперативным вмешательством, следует позавтракать легкой пищей;
• не нужно надевать шерстяную одежду с узкими воротниками;
• утром перед коррекцией необходимо вымыть лицо с мылом, лучше пользоваться детским мылом, без добавок.

Для проведения эксимерлазерной коррекции понадобится всего 15 — 20 минут. Предварительно врач закапывает обезболивающие капли. Затем человеку устанавливают специальные инструменты на область оперируемого глаза, чтобы веки были открыты. Ощущения, которые будет испытывать человек можно сравнить с прохождением ультразвукового обследования. То есть ни боли, ни дискомфорта ощущаться не будет.

Методика совершенно безболезненна и безопасна. Единственное требование для пациента – сохранять в неподвижном состоянии голову и смотреть на маятник аппаратуры.

После того как будет проведена эксимерлазерная коррекция, у людей существенно снижается острота зрения. Но переживать по этому поводу абсолютно не нужно. Данный период называется адаптацией. То есть глазу после процедуры нужно просто привыкнуть к новым возможностям. Окончательное восстановление зрительных функций произойдет через несколько дней. Еще один момент – через час-полтора по завершении операции наблюдается слезотечение. Это тоже считается нормальной реакцией. Спустя 6 часов данный процесс уже не будет беспокоить человека.

Как вести себя после коррекции:

• нельзя спать несколько суток на спине;
• выходя на улицу обязательно защищать глаза от попадания прямого света;

• на протяжении первых двух суток не трогать глаза руками, промокать слезы можно только на щеках чистым платком или стерильными салфетками, руки при этом должны быть чистыми;
• прекратить в первые двое суток чтение книг, использование компьютера, вождение автомобиля или просмотр телевизора;
• четыре дня следить за тем, чтобы проточная вода не попала в глаза, где совершена эксимерлазерная коррекция зрения;
• пользоваться каплями, которые назначил врач;
• капать капли следует в конъюнктивальный мешок, оттянув чуть нижнее веко;
• исключить использование косметики и парфюмерии на протяжении 2 суток;
• нет необходимости покрывать глаз повязкой, другими фиксирующими средствами;
• не принимать алкогольные напитки на протяжении одного месяца;
• исключить чрезмерное физическое напряжение и иные виды деятельности, при которых может произойти травматизация глазного яблока;
• исключить на протяжении месяца посещение бассейна и купание в открытых водоемах;
• Посещение сауны и бани запрещено на протяжении одного месяца;
• обязательное соблюдение всех рекомендаций офтальмолога, исключается пропуск назначенных осмотров;
• при появлении резких болевых ощущений в глазу, ухудшения остроты зрения, травматизации, попадания инородных тел нужно обратиться к офтальмологу.

Показания, противопоказания

Использование эксимер лазера обеспечило настоящий прорыв и не только в офтальмологии. На сегодняшний день щадящие операции по корректировке зрения проводятся во всех городах России, хотя совсем недавно такие методики были подвластны только зарубежным специалистам.

Показания к проведению эксимерной корректировке:

• близорукость;
• дальнозоркость;
• астигматизм;
• проблемы с ношением очков, линз.

К противопоказаниям относятся:

• молодые люди, младше 18 лет;
• пациенты после 45 лет (в некоторых случаях врачи делают исключение);
• недостаточная толщина роговицы;
• хронические заболевания роговицы, аутоиммунные болезни;
• катаракта;
• глаукома;
• сахарный диабет;

• туберкулез;
• злокачественные новообразования;
• период вынашивания плода и кормления грудью;
• установленные кардиостимуляторы.

Даже в том случае, если присутствуют какие-либо противопоказания для проведения лазерной коррекции, не нужно отчаиваться и опускать руки. Следует посетить офтальмолога, который после детального обследования назначит коррекцию или примет решение использовать альтернативные способы лечения.

Не нужно бояться назначенной операции. Многие, наслушавшись «страшилок» о том, что во время процедуры может выключиться свет или лазер может «промахнуться», отказываются от проведения процедуры. Все эти «страшилки» просто мифы, не более. Даже в том случае если происходит отключение электропитания, лазер работает от бесперебойных блоков. «Промахнуться», как говорят многие, лазерное оборудование никак не может, потому как оно является высокоточным. И только благодаря ему можно сделать зрение прежним.

Наиболее часто задаваемые вопросы

Перечень вопросов:

• Ухудшается ли острота зрения после корректировки? Результаты эксимерлазерной корректировки зрения со временем не изменятся. Это может произойти вследствие возрастных изменений после 40 лет (пресбиопия).

• Сколько времени нужно провести в стационаре? Находиться длительное время в стационарных условиях не нужно. Процедура проводится без госпитализации. Предоперационная подготовка, сама процедура и послеоперационное обследование не займут более двух часов. После этого человек будет отправлен домой. На следующий день нужно будет посетить офтальмолога для осмотра.
• Можно ли делать эксимерлазерную коррекцию сразу на двух глазах? Коррекционная терапия может выполняться на обоих глазах. Интервал корректировки составляет всего несколько минут.
• Когда можно возобновить спортивные тренировки? Человек может вести привычный образ жизни, без существенных ограничений, которых нужно придерживаться лишь месяц после процедуры. Спустя это время тренировки можно возобновить. Такой вид коррекции является единственным способом восстановления зрения для летчиков, спортсменов, альпинистов, каскадеров.
• Когда можно пользоваться компьютером, смотреть телевизор, водить машину? Через двое суток.
• Может ли развиться слепота после операции? По статистике, утраты зрения после проведенной эксимерлазерной операции зафиксировано не было.
• Нужно ли проводить повторную коррекцию? Только если случай особо тяжелый, но зачастую нужды в этом нет.

В современной рефракционной хирургии используются 2 вида лазерных систем для лазерной коррекции зрения: это эксимерные и фемтосекундные установки, которые имеют ряд отличительных особенностей и применяются для решения различных задач.

Эксимерные лазеры

Эксимерный лазер относится к газовым лазерным устройствам. Рабочей средой в этом лазере является смесь, которая состоит из инертных и галогеновых газов. В результате особых реакция происходит образование эксимерных молекул.

Слово эксимер является аббревиатурой, которую можно дословно перевести, как возбужденный димер. Этим термином обозначают нестабильную молекулу, которая формируется при стимуляции электронами. При дальнейшем переходе молекул в прежнее состояние происходит выброс фотонов. При этом длина волны зависит от газа, который применяется в устройстве. В медицинской практике обычно используют эксимерные лазеры, которые излучают фотоны в области ультрафиолетового спектра (157-351 нм).

В медицинских целях используют импульсный световой поток высокой мощности, который приводит к абляции тканей в зоне воздействия. Так эксимерный лазер в некоторых случаях может заменить скальпель, так как вызывает фотохимическую деструкцию поверхностных тканей. При этом лазер не приводит к повышению температуры и последующему тепловому разрушению клеток, которое затрагивает глубжележащие ткани.

История эксимерных лазеров

В 1971 году впервые эксимерный лазер был представлен в Физическом институте имени Лебедева П.Н. в Москве несколькими учеными (Басов, Попов, Даниличев). В этом устройстве использовался биксенон, который возбуждался электронами. Лазер имел длину волны 172 нм. В дальнейшем в устройстве стали применять смеси различных газов (галогены и инертные газы). Именно в таком виде лазер был запатентован американцами Хартом и Сирлесом из лаборатории ВМС. Сначала этот лазер использовали для гравировки компьютерных чипов.

Только в 1981 году ученый Шривансон выявил свойство лазера производить сверхточные разрезы тканей, не вызывая при этом повреждения окружающих клеток высокими температурами. При облучении тканей лазером с длиной волны в ультрафиолетовом диапазоне происходит разрыв межмолекулярных связей, в результате чего ткани из твердых становятся газообразными, то есть происходит их испарение (фотоабляция).

В 1981 году лазеры начали внедрять в офтальмологическую практику. При этом лазер использовали для влияния на роговицу.

В 1985 году была проведена первая лазерная коррекция по методике ФРК с применением эксимерного лазера.

Все эксимерные лазеры, которые используют в современной клинической практике, работают в импульсном режиме (частота 100 или 200 Гц, длина импульса 10 или 30 нс) с одинаковым диапазоном длин волн. Эти устройства различаются формой лазерного пучка (летающее пятно или сканирующая щель) и составом инертного газа. В поперечном разрезе пучок лазера выглядит как пятно или щель, он перемещается по определенной траектории, удаляя заданные слои роговицы. В результате роговица приобретает новую форму, которая была запрограммирована с учетом индивидуальных параметров. В зоне фотоабляции нет существенного (более 6-5 градусов) повышения температуры, так как продолжительность лазерного облучения незначительная. При каждом импульсе лазерный пучок испаряет один слой роговицы, толщина которого составляет 0,25 мкм (примерно в пятьсот раз меньше, чем волос человека). Такая точность позволяет получить отменный результат при использовании эксимерного лазера для коррекции зрения.

Фемтосекундные лазеры

Офтальмология, как и многие другие области медицины, активно развивается в последние годы. Благодаря этому, совершенствуются методики проведения операций на глазах. Около половины успеха операции зависит от современного оборудования, которое используется во время диагностики и непосредственно при проведении вмешательства. Во время выполнения лазерной коррекции зрения используется луч, который контактирует с роговицей и с высокой точностью изменяет ее форму. Это позволяет сделать операцию бескровной и максимально безопасной. Именно в офтальмологии раньше, чем в других областях медицинской практики, стали использовать лазер для проведения оперативных вмешательств.

При лечении заболеваний глаз используют лазерные устройства особого типа, которые различаются источником изучения, длиной волны (криптоновые лазеры, имеющие красно-желтый диапазон свечения, аргоновые лазеры, гелий-неоновые установки, эксимерные лазеры и др.). В последнее время широкое распространение получили фемтосекундные лазеры, которые отличаются коротким импульсом свечения, составляющим всего несколько (иногда несколько сотен) фемтосекунд.

Преимущества фемтосекундных лазеров

Фемтосекундные лазеры имеют ряд преимуществ, которые делают их незаменимыми для использования в офтальмологии. Приборы эти отличаются высокой точностью, поэтому можно получить очень тонкий слой роговицы с заданными заранее параметрами лоскута.

Во время операции контактная линза установки соприкасается на мгновение с роговицей, в результате чего формируется лоскут из поверхностных слоев. Уникальные возможности фемтосекундного лазера помогают сформировать лоскут любой формы и толщины в зависимости от потребностей хирурга.

Областью применения фемтосекундного лазера в офтальмологии является коррекция аметропии (астигматизма, близорукости, гиперметропии), трансплантация роговицы и создание интрастромальных колец. Именно операции, в которых используется фемтосекундный лазер, позволяют получить стабильный и высокий результат. После проведения оперативного вмешательства лоскут помещают на прежнее место, поэтому раневая поверхность заживает очень быстро без наложения швов. Также при использовании фемтосекундного лазера снижается дискомфорт во время операции и болевые ощущения после нее.

7 фактов в пользу фемтосекундного лазера

• При хирургической операции не требуется использования скальпеля, а сама манипуляция проходит очень быстро. Для того, чтобы создать лоскут при помощи лазера требуется всего 20 секунд. Масштаб лазера идеально подходит для офтальмологических вмешательств. Во время и после процедуры пациент не испытывает болевых ощущений, потому что ткани практически не повреждаются (слои сетчатки расслаиваются под влиянием воздушных пузырьков).
  Сразу же после отделения лоскута роговицы можно приступать к непосредственной коррекции зрения путем выпаривания стромального вещества. При этом вся операция занимает не более шести минут для одного глаза. Если же использовать другой лазер, то может понадобиться время для того, чтобы исчезли все воздушные пузырьки (около часа).
• Операцию проводят под контролем Eye-tracking, который представляет собой систему слежения за смещением глазного яблока. Благодаря этому, все импульсы лазерного луча попадают именно в ту точку, в которую было запрограммировано. В результате зрение после операции восстанавливается до высоких значений.
• Острота зрения в темноте при проведении операции на фемтосекундном лазере также достигает высоких значений. Особенно хорошо восстанавливается темновое зрение после коррекции по методике ФемтоЛасик, при которой учитываются индивидуальные параметры роговицы и зрачка пациента.
• Быстрое восстановление. После лазерной коррекции зрения можно сразу же ехать домой, но специалисты рекомендуют задержаться в клинике хотя бы на день. Это позволит снизить риск заражения и травм роговицы по дороге. Зрительная функция восстанавливается максимально быстро. Ужа на следующее утро острота зрения достигает максимальных значений.
• Нетрудоспособность только сутки. Полное заживление роговицы продолжается около недели, но в большинстве случаев пациент может вернуться к работе уже на следующий день после операции с применением фемтосекундного лазера. В течение восстановительного периода следует закапывать специальные капли, а также исключить физическую активность и повышенные зрительные нагрузки.
• Техническое совершенство при выполнении ФемтоЛасик становится возможным, благодаря богатому опыту проведения подобных операций. Фемтосекундный лазер используют еще с 1980 года, и за это время были исправлены все ошибки и неточности методики.
• Предсказуемость результатов при этом типе лазерной коррекции зрения достигает 99%. Крайне редко в силу индивидуальных особенностей пациента после операции отмечается недокоррекция, которая требует повторного вмешательства или очковой коррекции.

Эксимерные лазеры представляют собой интересный и важный класс молекулярных лазеров на переходах между различными электронными состояниями. Рассмотрим двухатомную

молекулу кривые потенциальной энергии для основного и возбужденного состояний которой приведены на рис. 6.25. Поскольку основное состояние соответствует взаимному отталкиванию атомов, в этом состоянии молекула не существует (т. е. в основном состоянии частицы существуют лишь в мономерной форме А). Однако, поскольку кривая потенциальной энергии возбужденного состояния имеет минимум, молекула может существовать в возбужденном состоянии (т. е. в возбужденном состоянии частицы существуют в димерной форме Такая молекула А называется эксимером (аббревиатура англ. слов - возбужденный димер). Предположим теперь, что в некотором объеме каким-либо образом создано большое число эксимеров. Тогда генерация может быть получена на переходе между верхним (связанным) и нижним (свободным) состояниями (связанно-свободный переход). Соответствующий лазер называется эксимерным. Эти лазеры характеризуются двумя необычными, но важными свойствами благодаря тому, что основное состояние соответствует взаимному отталкиванию атомов. 1) Как только в результате генерации молекула перейдет в основное состояние, она немедленно диссоциирует. Это означает, что нижний лазерный уровень будет всегда пустым. 2) Не существует четко выраженных вращательно-колебательных переходов, и переход является относительно широкополосным Однако следует заметить, что в некоторых эксимерных лазерах кривая потенциальной энергии основного состояния не соответствует чистому взаимному отталкиванию, а обладает неглубоким минимумом. В этом случае переход происходит между верхним связанным состоянием и нижним (слабо) связанным состоянием (связанно-связанный переход). Однако, поскольку основное состояние является лишь слабосвязанным, молекула в этом состоянии претерпевает быструю диссоциацию либо сама (предис-социация), либо вследствие первого же столкновения с другой молекулой газовой смеси.

Рис. 6.25. Энергетические уровни эксимерного лазера.

Рассмотрим теперь наиболее интересный класс эксимерных лазеров, в которых атом инертного газа (например, ) в возбужденном состоянии соединяется с атомом галогена что приводит к образованию эксимера галогенидов инертных газов. В качестве конкретных примеров укажем , которые генерируют все в УФ-диапазоне. То, почему галогениды инертных газов легко образуются в возбужденном состоянии, становится ясным, если учесть, что в возбужденном состоянии атомы инертных газов становятся химически сходными с атомами щелочных металлов, которые, как известно, легко вступают в реакцию с галогенами. Эта аналогия указывает также на то, что в возбужденном состоянии связь имеет ионный характер; в процессе образования связи возбужденный электрон переходит от атома инертного газа к атому галогена. Поэтому подобное связанное состояние также называют состоянием с переносом заряда, Рассмотрим теперь подробнее -лазер, так как он представляет собой один из наиболее важных лазеров данной категории. На рис, 6.26 приведена диаграмма потенциальной энергии молекулы Верхний лазерный уровень является состоянием с переносом заряда и ионной связью, которое при отвечает состоянию положительного иона и состоянию 5 отрицательного иона Поэтому энергия при равна потенциалу ионизации атома криптона минус сродство атома фтора к электрону, При больших межъядерных расстояниях кривая энергии подчиняется закону Кулона. Таким образом, потенциал взаимодействия между двумя ионами простирается на гораздо большее расстояние чем в случае, когда преобладает ковалентное взаимодействие (ср., например, с рис, 6.24), Нижнее состояние имеет ковалентную связь и при отвечает состоянию атома криптона и состоянию атома фтора, Таким образом, в основном состоянии атомные состояния инертного газа и галогена меняются местами. В результате взаимодействия соответствующих орбиталей верхнее и нижнее состояния при малых межъядерных расстояниях расщепляются на состояния и Генерация происходит на переходе поскольку он имеет наибольшее сечение, Заметим, что при переходе излучающий электрон передается от иона иону

Обращаясь к механизмам возбуждения, заметим, что электрическое возбуждение приводит в основном к образованию возбужденных атомов и ионов Обе частицы сразу же приводят к образованию возбужденных молекул . В самом деле, возбужденный атом может реагировать с молекулой в соответствии со следующей реакцией:

Используя рассмотренную выше аналогию между возбужденными атомами инертного газа и атомами щелочных металлов, можно сразу же предположить, что скорость реакции (6.12) будет сравнима со скоростью реакции между (атом щелочного металла, соответствующий и молекулой

Рис. 6.26. Кривые потенциальной энергии, отражающие молекулярную структуру

Ион напротив, реагирует с ионами которые образуются в реакции присоединения электрона с диссоциацией:

Заметим, что для одновременного выполнения законов сохранения энергии и импульса рекомбинация двух ионов должна протекать посредством трехчастичного столкновения:

где М - атом буферного газа (в данном случае это, как правило, гелий). Из-за большого расстояния взаимодействия двух ионов данная реакция также идет с очень большой скоростью, если давление буферного газа достаточно велико (газовая смесь обычно состоит из при давлении около 120 мбар, при давлении 6 мбар и Не при давлении 2400 мбар).

Эксимерные лазеры на галогенидах инертных газов обычно накачиваются электрическим разрядом в соответствии с общей схемой, представленной на рис. 6,21.

Рис. 6.27, Энергия в импульсе, излучаемая ТЕА-лазером с УФ-предыонизацией электрического разряда. В каждом из указанных лазеров использовалась та же лазерная трубка, что и на рис. 6.21, но заполненная соответствующим газом.

Предыонизация обычно достигается, как и на рис. 6,21, излучающими в УФ-диапазоне искровыми разрядами. Поскольку глубина проникновения УФ-излучения в газовую смесь ограничена, для больших установок (поперечные размеры разряда больше 2-3 см) иногда применяют предыонизацию рентгеновским излучением. Для лабораторных устройств и самых крупных установок иногда используют также накачку внешним электронным пучком, Во всех случаях усиление оказывается очень большим, так что в лазерном резонаторе обычно на одном из концов в качестве зеркала устанавливают непросветленный эталон, а на другом конце используют зеркало со 100 %-ным отражателем (например, заднее зеркало на рис. 6.21), Поскольку время жизни верхнего уровня сравнительно невелико, а также чтобы избежать образования дуги, необходимо обеспечить быструю накачку (длительность импульса накачки 10-20 не). В случае, представленном на рис, 6.21, это достигается, как и в азотном лазере, тем, что уменьшают по возможности индуктивность контура и используют

безындукционные конденсаторы, присоединенные к разрядным электродам короткими проводниками. В действительности один и тот же лазер типа изображенного на рис. 6,21 можно использовать как TEA -лазер, азотный лазер или эксимерный лазер просто заменой газовой смеси, На рис. 6.27 показаны полученные таким способом выходные энергии одиночного импульса для различных лазеров. Имеются эксимерные лазеры с частотой повторения примерно до 500 Гц и средней выходной мощностью вплоть до 100 Вт, В настоящее время создаются также более крупные установки со средней мощностью более 1 кВт, Благодаря большому квантовому выходу (см. рис, 6,26) и высокой эффективности процессов накачки КПД этих лазеров обычно довольно высок (2-4 %).

Эксимерные лазеры используются для очень точного травления различных материалов в приложениях, связанных с электронными печатными схемами, а также для выжигания тканей в биологии и медицине (например, радиальная кератомия радужной оболочки глаза). Эксимерные лазеры также широко используются в научных исследованиях и, по-видимому, найдут многочисленные применения там, где требуется источник мощного УФ-излучения с высоким КПД (например, в фотохимии).