لیزر کربن دی اکسید چیست :

لیزر کربن دی اکسید یکی از قدیمی تربن لیزرهای گازی است. که در سال ۱۹۶۴ توسط کومار پاتل در آزمایشگاه‌های بل اختراع شد و هنوز هم یکی از مفیدترین لیزر هاست. در حال حاضر لیزر دی اکسید کربن قدرتمندترین لیزر در حالت کارکرد پیوسته است که در دسترس است.

 نسبت توان خروجی به توان دمیده شده تا ۲۰٪ می‌رسد. لیزرهای CO2 نور مادون قرمز با طول موج مرکزی ۹٫۴ تا ۱۰٫۶ میکرومتر تولید می‌کنند.

متوسط لیزر فعال مخلوطی از ۳ گاز متشکل از ۱۰-۲۰ درصد دی اکسید کربن، ۱۰-۲۰ درصد ازت است و باقیمانده آن هلیوم است. لیزر دی اکسید کربن طول موج خاصی از نور را در طیف مادون قرمز تولید می کند (۱۰۶۰۰ نانومتر).

محیط فعال لیزر :

محیط فعال لیزر (محیط بهره/تقویت لیزر) تخلیهٔ در گاز است که با هوا خنک می‌شود. (در توان‌های بالا با آب خنک می‌شود) داخل لوله تخلیه، از گازهای زیر پر شده است: تقریباً ۱۰ تا ۲۰٪ کربن دی اکسید، حدود ۱۰ تا ۲۰٪ نیتروژن، درصد کمی هیدروژن و/یا زنون (معمولاً در لوله‌های مهر و موم شده استفاده می‌شود) و باقی مانده گاز هلیوم است. نسبت‌های مختلف این گازها متناسب با کاریرد لیزر انتخاب می‌شود.

وارونگی جمعیت لیزر :

وارونگی جمعیت در لیزر CO2 به ترتیب زیر صورت می‌گیرد: برخورد الکترون، حرکات ارتعاشی نیتروژن را تحریک می‌کند. به علت اینکه مولکول‌های نیتروژن فقط از یک نوع اتم تشکیل شده است، نمی‌تواند انرژی خود را به صورت فوتون آزاد کند و مولکول‌های برانگیخته آن برای مدت طولانی در حالت شبه پایدار باقی می‌مانند. انتقال انرژی ضربه‌ای بین نیتروژن و دی اکسید کربن موجب تحریک ارتعاشی مولکول‌های دی اکسید کربن می‌شود و وارونگی جمعیت مورد نظر برای شروع کارکرد لیزر فراهم می‌شود. مولکول‌های نیتروژن در سطح برانگیخته پایین‌تر باقی می‌ماند و سقوط آنها به سطح انرژی پایه با برخورد به اتم‌های سرد (کم انرژی) هلیوم اتفاق می‌افتد. اتم‌های هلیم داغ باید به منظور ایجاد وارونگی جمعیت در مولکول‌های کربن دی اکسید، سرد شوند. در لیزرهای مهر و موم شده این کار با برخورد اتم‌های هلیوم به دیواره لوله انجام می‌گیرد. در لیزرهای جاری شونده، یک جریان مداوم از گاز کربن دی اکسید و نیتروژن توسط تخلیه در پلاسما تحریک می‌شود و ترکیبی از گازهای داغ ازکاواک خارج می‌شود.

ساختار لیزر :

بعلت اینکه لیزرهای CO2 در محدوده مادون قرمز کار می‌کنند، مواد ویژه‌ای برای ساخت آنها لازم است. معمولاً آینه‌ها از جنس نقره است در حالیکه پنجره‌ها (روزنه‌ای در کاواک که فوتون‌ها از لیزر خارج می‌شوند) و عدسی‌ها از ژرمانیوم و سلنید-روی ساخته می‌شوند. برای توان‌های بالا از آینه با جنس طلا استفاده می‌شود. همچنین از الماس نیز برای ساخت پنجره‌ها و عدسی استفاده می‌شود. قیمت الماس بسیار بالاست اما استحکام و هدایت گرمایی، آن را گزینه مناسبی برای ساخت لیزرهای با توان بالا می‌کند.

ساده‌ترین حالت یک لیزر CO2، از لوله حاوی گاز (با ترکیباتی که در بالا اشاره شد)، یک آینه با ضریب انعکاس ۱۰۰٪ در یک انتها و یک آینه با ضریب انعکاس ۹۰٪ در طرف مقابل به عنوان خروجی، تشکیل یافته است.

می‌توان لیزر CO2 را برای کارکرد در حالت پیوسته و با توانی از چند میلی وات تا چند صد کیلووات ساخت همچنین به آسانی می‌توان با استفاده از سوئیچ کیو و آینه چرخان یا کلید الکترو اپتیکی، لیزر را در حالت کارکرد ناپیوسته (پالسی) قرار داد و توان‌های تا چند گیگاوات دریافت کرد.

کاربردهای لیزر :

صنعتی (برش و جوشکاری)

به دلیل داشتن توان بالا و همچنین قیمت مناسب، لیزرهای CO2 به طور معمول در صنعت برای برش و جوشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. لیزرهای با توان پایین‌تر در حکاکی استفاده می‌شود.

پزشکی (جراحی بافت نرم)

این لیزرها همچنین در عمل جراحی بسیار کاربرد دارند. علت اینست که آب (تشکیل دهنده بافت‌های بیولوژیکی)، طول موج مادون قرمز را به خوبی جذب می‌کند که می‌توان در ترمیم پوستی استفاده کرد. دانشمندان در حال کار برای جوش زدن پوست توسط امواج لیزر CO2 به عنوان جایگزینی برای بخیه سنتی هستند.

سایر کاربردها

به دلیل اینکه جو زمین در برابر نور مادون قرمز کاملاً شفاف است، از لیزر CO2 به منظور فاصله سنجی با لیدار در صنایع نظامی استفاده می‌شود.

کاربرد پزشکی لیزر :

از لیزرهای دی اکسیدکربن سالهاست که برای درمان بیماری های مختلف پوستی غیر سرطانی (خوش خیم) و سرطانی (بدخیم) استفاده می شود. نسل جدید لیزرهای دی اکسیدکربن از انرژی نوری پالسی بسیار کوتاه (فوق پالس) یا پرتوهای نوری مداوم استفاده می کنند که به صورت اسکن تحویل می شوند. این لیزرها با کمترین آسیب به گرما در ساختارهای اطراف ، لایه های نازک پوست را کاملاً از بین می برند. از این لیزرها برای درمان چین و چروک ها (رتییدها)، آسیب نوری و جای زخم و همچنین سایر رشد های خوش خیم پوستی مانند زگیل ، خال های اپیدرمی خطی (علائم تولد)، رینوفیما (غدد چربی بزرگ روی بینی) و سایر بیماری های پوستی با موفقیت استفاده شده است.

زمینه ایجاد لیزر دی اکسید کربن به سرعت در حال پیشرفت و تکامل است. توانایی جوان سازی پوست آسیب دیده از آفتاب و چین و چروک با این فناوری جدید انقلابی ایجاد کرده است. استفاده از لیزر دی اکسید کربن ابزار دیگری در گزینه های درمانی ما است که شامل محصولات لوسیون ویتامین C، اسیدهای هیدروکسی آلفا، لایه برداری های شیمیایی، میکرودرم ابریژن، افزایش کلاژن یا چربی و سم بوتولینوم برای کاهش خطوط و زخم های صورت است. بیماران تشویق می شوند که با آموزش مستند و تجربه جراحی لیزر به دنبال جراح باشند. در لیزر کربن دی اکسید از گاز نیتروژن برای تحریک محل مورد نظر استفاده می کنند که نوعی گاز کمکی محسوب می گردد.

نحوه اثرگذاری  لیزر کربن دی اکسید روی پوست :

پرتوهای لیزر دی اکسیدکربن به لایه های بالایی پوست نفوذ می کنند که به غشاء میانی پوست می رسند. این مناطق کوچک میکروسکوپی آسیب حرارتی ایجاد می کند که تولید کلاژن جدید را تحریک می کند و سلول های اپیدرمی جدید را جایگزین سطوح آسیب دیده پوست می کند. لیزرهای دی اکسید کربن فرسوده سنتی با لیزرهای دی اکسید کربن فرسایشی تا حد زیادی جایگزین شده اند، که نتایج عالی و عوارض کمتری را ارائه می دهند.

کاربر لیزر CO2بر روی پوست :

1-علائم پوستی از بدو تولد  2-خال و زگیل های ویروسی  3-رینوفیما  4- آکنه اسکار  5-اسکارهای کلوئیدی و هیپرتروفیک   6-پیری پوست 7- خطوط و چین و چروک صورت  8-علائم کشش پوست  9-کراتوز اکتینیک 10-رنگدانه ناهموار (لکه ها و کک و مک قهوه ای، لنتیجین ، ملاسما)  11-پاپول مرواریدوار آلت تناسلی

لیزر CO2 فرکشنال

نحوه عملکرد لیزر فرکشنال

نحوه عملکرد CO2 فرکشنال به این صورت است که دستگاه پرتو کربن دی اکسید را دریافت کرده و آن را به هزاران پرتو نوری کوچک تبدیل می‌کند. این پرتوهای نوری ظریف و کوچک به لایه‌های عمیق‌تر پوست نفوذ کرده و سبب ایجاد شیارهایی در پوست می‌شوند. پوست، این شیارهای ایجادشده را با احیا و تولید سلول‌های جدید، بازسازی می‌کند. گرمای وارده به بافت پوست سبب تحریک تولید کلاژن نیز می‌شود.

لیزر نور را به لایه‌های عمیق پوست منتقل کرده و روند بهبود طبیعی پوست را تحریک می‌کند. در طول این زمان، پزشک از جریان هوای سرد بر روی صورت استفاده می‌کند تا بیمار احساس راحتی داشته باشد. این فرآیند به سلول‌ها اجازه می‌دهد تا قوی و سریع‌تر رشد کنند و در نتیجه پوست صاف، سفت و یک دست می‌شود.

مزایای لیزر CO2

مهم‌ترین مزیت لیزر سی او دو، دوران بهبود کوتاه‌تر، درد کمتر برای بیمار و عدم نیاز به بیهوشی حین عمل و پانسمان بعد از عمل است. همچنین می‌توان موارد زیر را نیز از مزایای این نوع لیزر نسبت به نمونه‌های قدیمی آن دانست:

1) افزایش کلاژن سازی

2) قابلیت لایه‌برداری، و تحریک‌پذیری به صورت هم‌زمان وجود دارد .

3) کاهش چین و چروک های سطحی و رفع افتادگی پوست

4) قابلیت تعیین طیف در رفع ضایعات عروقی و رنگی

گردآورنده:  خانم فاطمه انصاری

منابع :

https://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%84%DB%8C%D8%B2%D8%B1_%DA%A9%D8%B1%D8%A8%D9%86_%D8%AF%DB%8C%E2%80%8C%D8%A7%DA%A9%D8%B3%DB%8C%D8%AF#:~:text=%D9%84%DB%8C%D8%B2%D8%B1%20%DA%A9%D8%B1%D8%A8%D9%86%20%D8%AF%DB%8C%E2%80%8C%D8%A7%DA%A9%D8%B3%DB%8C%D8%AF%20(%D8%A8%D9%87%20%D8%A7%D9%86%DA%AF%D9%84%DB%8C%D8%B3%DB%8C,%D8%A7%D8%B3%D8%AA%20%DA%A9%D9%87%20%D8%AF%D8%B1%20%D8%AF%D8%B3%D8%AA%D8%B1%D8%B3%20%D8%A7%D8%B3%D8%AA.

https://www.soheilgas.com/%D8%AF%D8%B1%D9%85%D8%A7%D9%86-%D8%A8%DB%8C%D9%85%D8%A7%D8%B1%DB%8C-%D9%BE%D9%88%D8%B3%D8%AA%DB%8C-%D9%84%DB%8C%D8%B2%D8%B1-%D8%AF%DB%8C-%D8%A7%DA%A9%D8%B3%DB%8C%D8%AF-%DA%A9%D8%B1%D8%A8%D9%86/

https://www.doctormodaresi.ir/article/30303/%D9%84%DB%8C%D8%B2%D8%B1-%D9%81%D8%B1%DA%A9%D8%B4%D9%86%D8%A7%D9%84-co2-%D8%AF%D8%B1-%D8%A7%D8%B5%D9%81%D9%87%D8%A7%D9%86