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DEFINIZIONE. Amplificazione della luce per “emissione stimolata” di radiazioni. L - Light. A - Amplificated . S - Stimulated. E - Emission . R - Radiation. 1960 T.H. Maiman (rubino). Strumento che genera ed amplifica una luce non esistente in natura:

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Presentation Transcript
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DEFINIZIONE

Amplificazionedellaluce per “emissione stimolata” di radiazioni

L - Light

A - Amplificated

S - Stimulated

E - Emission

R - Radiation

1960 T.H. Maiman (rubino)

Strumento chegeneraedamplifica unaluce non esistente in natura:

una sola lunghezza d’onda, monocromatica(un solo colore puro)

coerente(onde sempre nella stessa fase, nel tempo e nello spazio)

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CENNI STORICI: LUCE - CHIRURGIA

Lanterna con lente

per concentrare la luce

Leonardo Da Vinci

In che modo si faccia un lume bello e grande

Codice Atlantico (1480)

F. 34

Thomas Vicary (XVI sec)

CARATTERISTICHE NECESSARIE AL CHIRURGO

“Per prima cosa, deve essere ISTRUITO

come seconda, dev’essere ESPERTO

come terza, dev’essere intelligente

come quarta, deve avere buone maniere”

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SPETTRO ELETTROMAGNETICO

Luce policromatica

Visibile: 400 - 700nm

Invisibile: VC 100 - 250nm

UVB 250 - 300nm

UVA 300 - 400nm

IR V 700 - 1.000nm

IR L 100.000nm

Luce Visibile 6 colori:Viola - Blu-Verde - Giallo -Arancio -Rosso

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LUCI SEMPLICI - LUCI COMPOSTE

Colori PURI

Violetto400 - 420nm

Azzurro440 - 470nm

Verde500 - 530nm

Giallo 530 - 580nm

Arancio590 - 600nm

Rosso610 - 780nm

Colori COMPLEMENTARI

Verde Giallo

Giallo

Porpora

Azzurro

Azzurro-Verdastro

Azzurro- Verde

Luce Monocromatica

= Colore Puro

Luce Bianca

= 2 Colori Complementari

Chiaro saturo =vivo

Chiaro smorzato =pallido (bianco)

Scuro saturo =profondo

Scuro smorzato =abbattuto (nero)

Percezione minima occhio umano: 380nm

Percezione massima occhio umano: 880nm

VisibilitàMassima occhio umano:550nm

500Colori Puri =500Lunghezze d’onda Vis. = 500Laser (Teorici)

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SCHEMA LASER CONVENZIONALE

1 - Materiale attivo

2 - Risonatore

3 - Sorgente energetica

Il “materiale attivo” contenuto nel “risonatore” laser, viene eccitato (pompato)

da unasorgente esterna(energia elettrica, luminosa, laser o termica) fino ad ottenere un numero di molecole eccitate superiore a quelle in riposo,

“Inversione di popolazione” conEmissione Stimolata(produzione di fotoni tutti

in fase fra loro) e amplificazione energetica dell’onda che li trasporta.

L’amplificazione può essere moltiplicata ulteriormente facendo rimbalzare i fotoni, alla velocità della luce, attraverso il risonatore ottico, composto da due specchi paralleli uno dei quali, essendo parzialmente riflettente, consente l’emissione di luce: Amplificata - Monocromatica - Coerente - Unidirezionale

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PHYSICAL CHARACTERISTICS

MONOCROMATICITÀ

: una sola lunghezza d’onda

COERENZA

: onde nella stessa fase

: fascio stretto

SCARSA DIVERGENZA

100W=100Wmmq

Luce policromatica

Incoerente

Diverge 360° (spazio)

Fascio largo

100W=0, 000001Wmmq

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LASER

MATERIALI ATTIVI

SOLIDI:Rubino, Nd-YAG, Alessandrite, Erbio

LIQUIDI:Dye (Rodamina)

GAS:He-Ne, CO2, Argon, Kripton, Eccimeri.

SEMICONDUTTORI: Diodo = Due elettrodi

Anodo- Emittente (Ar),Catodo- Ricevente (Ga)

(+ materialiwaferizzati)

Il “materialeattivo” da il nome allo strumento Laser: molti materiali (Argon, Kripton, Dye, Diodi ecc.) possono erogare numerose lunghezze d’onda.

Oggi i Laser si dovrebbero identificare con ilnumerocorrispondente allalunghezzad’ondaemessa.

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RENDIMENTI DI CONVERSIONE

Potenza elettrica - Potenza ottica

ARGON, KRIPTON 1 %

NEODIMIO -YAG1 – 3 %

CO210 – 16 %

Bassa resa

Impianto elettrico potenziato

Raccordo idrico di raffreddamento

Obbligatorio piano di manutenzione

Consumo “materiali attivi” e alimentatori

DIODI 34-60%

Compattezza

Semplicità di esercizio

Ogni Laser consente una sua gamma di usi ottimali.

Il laser ottimale per tutti gli usi non esiste ancora!!!

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LEGGI FISICHE

RADIAZIONE LASER

- Lunghezza d’onda

- Densità di potenza

- Tempo esposizione

- Tipo impulso

- Frequenza impulso

TESSUTO

- Densità

- Capacità termica

- Conduttività termica

- Coefficiente assorbimento

- Coefficiente diffusione

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1,2,3...W

sec

8

10W

msec

100W

µ sec

1000W

nano sec

MODALITÀ EMISSIONE LASER

…………………………….

CONTINUA

Riscaldamento

sotto controllo dell’operatore

PULSATA

Riscaldamento controllato

a supporto dell’operatore

SUPERPULSATA

Preserva il tessuto circostante

ULTRAPULSATA

Onde d’urto senza calore

ablazione cellulare

………………..….

…………...

………………………...….…

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INTERAZIONE LASER TESSUTALE

  • EFFETTI BIOLOGICI
  • BASSA ENERGIA: - Fotofisici
  • - Fotochimici
  • - Fotodinamici
  • MEDIA ENERGIA:- Fototermici
  • - Focalizzati -taglio
  • - Focalizzati Scanner - abrasione
  • - Defocalizzati -coagulazione
  • ALTA ENERGIA: - Fotoablativi
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LASER BASSA ENERGIA

EFFETTIFOTOBIOLOGICI

  • FOTOCHIMICI:Fotoinduzione
  • Fotoattivazione
  • FOTOFISICI:Fluorescenza
  • Fosforescenza
  • FOTODINAMICI:(+ Cromofori)
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LASER MEDIA ENERGIA

EFFETTIFOTOTERMICI

40° - 42° C : IPERTERMIAreversibile

45° - 60° C : EDEMAdenaturazione enzimi

70° - 80° C : COAGULAZIONEcoagulazione irreversibile

90° - 100° C : VAPORIZZAZIONEebollizione

necrosi

- 300° C : CARBONIZZAZIONEessiccamento

carbonizzazione

- 500° C : INCANDESCENZAvaporizzazione solidi

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EUFOTON

INTERAZIONE LASER TESSUTALE

Il danno periferico al

cratere, diminuisce

esponenzialmente con

l’aumento della distanza

dal bordo (Beer)

- Ablazione/ Vaporizzazione

- Coagulazioneirreversibile

- Coagulazione reversibile

- Ipertermia

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Per 20 anni i Laser medicali sono stati utilizzati in:

  • Chirurgia, Oculistica, Dermatologia
  • Raggio focalizzato per coagulare vasi, tagliare tessuti, con minimo danno termico (0.2mm) sulle aree residue
  • Medicina
  • Raggio defocalizzato, a bassa potenza per ridurre edemi, flogosi, algie e per stimolare vascolarizzazioni e cicatrizzazioni