CHUYÊN ĐỀ 4 -LASER

Laser (đọc là la-de) là tên viết tắt của cụm từ Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation trong tiếng Anh, và có nghĩa là "khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích".Electron tồn tại ở các mức năng lượng riêng biệt trong một nguyên tử. Các mức năng lượng có thể hiểu là tương ứng với các quỹ đạo riêng biệt của electron xung quanh hạt nhân.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHUYÊN ĐỀ 4 -LASER CHUYÊN ĐỀ 4: QUANG HỌC4.5. LASER TRONG Y HỌC4.5.1. LASER LÀ GÌ?4.5.2. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA BỨC XẠ LASER4.5.3. ỨNG DỤNG TRONG YHỌC4.5.4. AN TOÀN LASER4.5.1. Laser là gì?Laser là viết tắc của cụm từ tiếng AnhLight Amplification by Stimulated Emission of Radiationcó nghĩa: Sự khuếch đại ánh sáng nhờ phát xạ cưỡng bức→ Cần biết: * Phát xạ cưỡng bức * Khuếch đại ánh sáng4.5.1.1. Phát xạ tự phát và phát xạ cưỡng bức:• Nguyên tử luận:Hy Lạp, thế kỉ 5 BCDemocritus: thế giới gồm 2 phần: nguyên tử khoảng không (void)(Plato: đất, không khí, nước, lửa)Ấn Độ, thế kỉ 6 BC• Mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford:Điện tử quay quanh nhân nhưcác hành tinh quay quanh mặt trờiSai: vì điện tử sẽ phát xạ, mất năng lượng và rơi dần vào nhân Rutherford (1871-1937)Ý nghĩa biểu tượng!• Mô hình Bohr:Các tiên đề Bohr: Tiên đề về các trạng thái dừng Tiên đề về chuyển các trạng thái dừng→ hấp thụ và phát xạ (tự phát)Phát xạ cưỡng bức:4.5.1.2. Khuếch đại ánh sáng:• Hấp thụ ánh sáng: Id = I0 exp(-μd) Luôn có: Id < I0• Khuếch đại ánh sáng? Id > I0 Cường độ ánh sáng I ~ số photonPhát xạ cưỡng bức: hấp thụ hay khuếch đại ánh sáng?→ Sự khuếch đại ánh sáng xảy ra đờng thời với PXCB !Photon tới xuất hiện từ đâu?4.5.1.3. Sơ đồ khối của thiết bị laser:• Hoạt môi: nơi xẩy ra PXCB (rắn, khí, lỏng, plasma)• Buồng cộng hưởng: để khuếch đại ánh sáng (2 gương song song• Nguồn bơm: cung cấp năng lượngThiết bị laser thực tế:• Laser He-Ne (laser khí)• Laser diode (bán dẫn)• Laser chất màu (lỏng)• Laser plasmaLASER ĐẦU TIÊN:• Laser ruby (nhân tạo): Maimann4.5.1.4. Đặc tính của bức xạ laser:• Độ trực chuẩn (song song) cao: Góc mở chùm laser γ ~ vài giây góc→ Dễ dàng tụ tia vào một điểm nhờ một thấu kính hội tụ→ Mật độ công suất đủ lớn để gây hiệu ứng mong muốn• Độ đơn sắc cao: ∆λ = λmax – λmin ~ 0.01 Å (hàng trăm lần nhỏ hơn kính lọc)Ý nghĩa?Tác động chọn lọc lêncác phân tử sinh học• Độ chói phổ cao: ĐCP = công suất phát / độ đơn sắc ↑↑↑ (số photon tại bước sóng chọn rất lớn, đủ để gây hiệu ứng mong muốn)• Tính kết hợp (coherence) cao: Các photon dao động đồng pha → cộng tác dụngVũ khí ngoại khoa của Mỹ !!!Cruise missile4.5.2. Hiệu ứng sinh học và phân loại laser y tế:4.5.2.1. Kích thích sinh học:• Lịch sử: Mester (1965) chiếu laser ruby công suất thấp lên tế bào nuôi và thấy sinh khối tăng. → hiệu ứng kích thích sinh học• Bản chất: Equang → E hóa (hiệu ứng quang - hóa)• Điều kiện: mật độ công suất nhỏ (mW/cm2)• Công suất laser; nhỏ (mW)• Tên gọi: laser công suất (cường độ, mức độ…) thấp; laser phi nhiệt; laser mềm.• Laser điển hình: He-Ne, diode…• Ứng dụng trong y tế: Chẩn đoán: các phương pháp phổ kế laser Điều trị: VLTL-PHCN PDT (PhotoDynamic Therapy: Chẩn đoán và điều trị ung thư chọn lọc) Chất nhạy sáng + nguồn sáng kích thích (laser)→ tạo oxy singlet từ oxy phân tử → diệt tế bàoƯu: chọn lọcNhược: chỉ sâu 1 cm