8. fejezet - Lézerek orvosi alkalmazása

Ar - ion lézer

A nemesgázion-lézerek közé tartozik, melyek a színkép látható és közeli ultraibolya tartományában sugároznak. Az argonlézer a He-Ne lézernél kb. százszor-ezerszer nagyobb teljesítményt sugároz. Felépítése (8.2. ábra) is jóval bonyolultabb annál. Fényerősítő közege kis nyomású argongáz. A gerjesztéshez 30 - 50A szükséges (a lézer felső szintje az alapállapottól > 35eV - ra van, az Ar atom ionizációs szintje pedig ~ 16 eV). A nagy áramterhelés miatt a lézercső kapillárisa grafitból vagy berillium-oxid kerámiából készül, amelyek megfelelő hővezetésű és az ionbombázással szemben jó ellenálló képességgel is rendelkező anyagok. Erős vízhűtésre, tengelyirányú mágneses térre és a rezonátoron belül egy prizmára is szükség van, az utóbbi nélkül egyszerre több vonalon működik. Ez utóbbival lehet a kívánt működési hullámhosszat kiválasztani, mivel a fényerősítés egyidejűleg több színképvonalon is fellép. A vonalak az 540-450 nm zöld-kék tartományba esnek.

8.2. ábra - W-os teljesítményű Ar-ion lézer tipikus felépítése

A legerősebb az 515 nm zöld és a 488 nm kékeszöld átmenet, ahol több W teljesítmény is elérhető. A fényerősítés keletkezésében döntő szerepük van az erősáramú kisülés elektronjainak, melyek ionizálják az argonatomok egy részét, majd különböző gerjesztett ionállapotokba hozzák.

Szokásos folytonos teljesítménye 1 – 20W. Kisebb teljesítményekhez (< W) léghűtés is elegendő. Hatásfoka kicsi (< 0,001), de a kisülési árammal folyamatosan növekszik. Egyik fontos felhasználása, hogy fényével festéklézert lehet gerjeszteni, s íly módon a lézerműködés hullámhosszát folyamatosan változtatni lehet. Az argonlézerrel pumpált festéklézerrel a lézerek szinte minden előnyős tulajdonságával rendelkezik (kiváló koherencia, nagy teljesítmény, hangolhatóság, ultrarövid impulzusok, stb.).

Az argonion-lézer orvosi felhasználása igen széles körű, mind a diagnosztikában, mind a terápiában alkalmazásra kerül. Egyéb felhasználásai: tudományos célokra (pl. fény - anyag kölcsönhatási folyamatok vizsgálata), lézernyomtató, show műsorok.

Kr - ionlézer

Legerősebb vonala 647,1nm - es piros, de a 454 - 799nm - es tartományban több vonalon is működik. 2,5W teljesítményű "fehér" koherens fény kibocsátására alkalmas.

Fémgőzlézerek, pl. He-Cd

A lézerátmenet a fémgőzion megfelelő nívói között történik. A fém a fémtartályból melegítéssel kerül a kisülésbe, s így a kisülés kikapcsolásakor lecsapódik valahol a rendszer hideg pontján. Így a fémtartályban folyamatosan csökken a Cd mennyisége, kb. 1g fém fogy 1000 óra alatt. Legismertebb vonalai a 325 és 441,6nm - es UV és kék vonal. Tipikus folyamatos teljesítménye 50 - 100mW.

Főleg azokon a területeken használják, ahol UV illetve kék közepes folytonos teljesítményre van szükség, mint pl. lézernyomtatóknál, holográfiában, orvosi gyakorlatban diagnosztikára.

Cu és Au gőzlézerek

A fémgőzön kívül mindkét gázkisülés 25 - 50torr Ne gázt is tartalmaz.

A réz esetén a fémet 1500C - ra kell felmelegíteni, hogy a kisülésben megfelelő arányban legyenek Cu - atomok. A Cu - lézerek tipikus működési adatai: ~ 40 W átlagteljesítmény, 50ns impulzushossz 20kHz ismétlődési frekvenciával. Az 510,5nm - es zöld hullámhosszán 1% a hatásfoka. Így a zöld hullámhosszon a legnagyobb hatásfokkal működő lézer. A zöldön kívül ismert az 578,2nm - es sárga hullámhossza is. Felhasználása főleg tudományos célra történik, de van ipari alkalmazása is (pl. nagysebességű fényképezés, ellenállás értékének beállítása).

Az aranylézer esetén a fémet 1650C - ra kell felmelegíteni. Az Au - lézer ismert hullámhosszai: 628 és 312nm - es vonalak. Egyre elterjed­tebben használják daganatok fotodinamikus kezelésére.