Лазерное излучение

«Лазер» — аббревиатура, образованная из начальных букв английской фразы Light amplification by stimulated emission of radiation — усиление света за счет создания стимулированного излучения.

Лазер (оптический квантовый генератор) — генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного (стимулированного) излучения.

Лазерные излучения — это электромагнитные излучения с длиной волны 0,2-1000 мкм:

0,2-0,4 мкм — ультрафиолетовая;

свыше 0,4 до 0,75 мкм — видимая область;

свыше 0,75 до 1 мкм — ближняя инфракрасная область;

свыше 1,4 мкм — дальняя инфракрасная область.

Отличительными особенностями лазерных излучений являются:

· монохроматичность излучения (строго одной длины волны);

· когерентность излучения (все источники излучения испускают электромагнитные волны в одной фазе);

· острая направленность луча (малое расхождение).

Лазерные излучения разделяются по виду излучения на:

прямое (заключенное в ограниченном телесном угле);

рассеянное (рассеянное от вещества, находящегося в составе среды, сквозь которую проходит лазерный луч);

зеркально отраженное (отраженное от поверхности под углом, равным углу падения излучения);

диффузно отраженное (отражается от поверхности по всевозможным направлениям).

Как техническое устройство лазер состоит из трех основных элементов: активной среды, системы накачки и соответствующего резонатора.

В зависимости от характера активной среды лазеры подразделяются на следующие типы:

· твердотельные (на кристаллах или стеклах);

· газовые;

· жидкостные;

· химические;

· полупроводниковые и др.

В качестве резонатора обычно используют параллельные зеркала с высоким коэффициентом отражения, между которыми размещается активная среда. Накачка, т. е. перевод атомов активной среды на верхний уровень, обеспечивается или посредством мощного источника света или электрическим разрядом.

Основными техническими характеристиками лазера являются:

· длина волны, мкм;

· ширина линии излучения;

· интенсивность излучения (определяется по величине энергии или мощности выходного пучка и выражаемая в Дж или Вт);

· длительность импульса, с;

· частота повторения импульсов, Гц.

По степени опасности генерируемого излучения согласно ГОСТ 12.1.040-83 (1996) лазеры классифицируются следующим образом:

· класс I (безопасные) — выходное излучение не представляет опасности для глаз и кожи;

· класс II (малоопасные) — выходное излучение опасно при облучении глаз прямым или зеркально отраженным излучением;

· класс III (среднеопасные) — опасно для глаз прямое, зеркально, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и для кожи прямое или зеркально отраженное излучение;

· класс IV (высокоопасные) — опасно для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

При эксплуатации лазеров могут иметь место опасные и вредные факторы, которые зависят от класса опасности лазеров.

Биологическое действие лазерного излучения (ЛИ) зависит от длины волны и интенсивности излучения.

Различают следующие шесть видов воздействия ЛИ на живой организм:

1 — термическое (тепловое) действие. При фокусировке лазерного излучения выделяется значительное количество теплоты в небольшом объеме за короткий промежуток времени;

2 — энергетическое действие. Определяется большим градиентом электрического поля, обусловленного высокой плотностью мощности. Это действие может вызвать поляризацию молекул, резонансные и другие эффекты;

3 — фотохимическое действие. Проявляется в выцветании ряда красителей;

4 — механическое действие. Проявляется в возникновении колебаний типа ультразвуковых в облучаемом организме;

5 — электрострикция — деформация молекул в электрическом поле лазерного излучения;

6 — образование в пределах клетки микроволнового электромагнитного поля.

Под воздействием лазерного излучения происходит нарушение жизнедеятельности отдельных органов и организма в целом. При больших интенсивностях облучения возможны повреждения внутренних органов, которые имеют характер отеков, кровоизлияния, кровотечения, омертвления тканей и др. При воздействии на кровь отмечается деформация красных кровяных телец, разрушение оболочки эритроцита и выброс обесцвеченной коагулированной массы.

Дата добавления: 2014-01-06