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Laser

Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Amplificación de luz mediante emisión estimulada de radiación. Integrantes:  (^) Borghi, Marcos  (^) Borjes, Ezequiel  (^) Mongay, Juan Federico

El primer sistema de emisión laser fue descubierto en 1960 por Maimann, quien observo que al iluminar intensamente un rubí especialmente tallado, este emitía un haz casi paralelo de luz roja muy intensa y casi perfectamente monocromático, que proporcionaba una emisión pulsátil. En 1961 Bennett y Herdiot, consiguieron una emision laser de forma continua al exitar una mezcla de gases (Helio y Neón) mediante un campo de alta frecuencia.

Historia:

 (^) El laser emite una luz a través del proceso llamado Emisión Estimulada , en donde se necesita que los electrones corticales del material emisor se desexciten al mismo tiempo y en los mismos niveles. Esta situación fue descrita por Einstein, en donde están implicados tres procesos: -Emisión espontanea: Un átomo estimulado emite un fotón. -Absorción: Un átomo en reposo absorbe el fotón incidente. -Emisión estimulada: Proceso donde al interaccionar un átomo excitado con un fotón excitado, produce 2 fotones idénticos. Emisión estimulada de radiación:

Un sistema de emisión laser debe constar:  (^) Medio Activo : Es el compuesto que será estimulado, excitado o sobre el cual se realiza la inducción de la emisión. Se necesita un tipo de elemento que sea inestable en su comportamiento o que sea excitable. Se debe conseguir un mayor número de átomos excitados, lo que se llama “inversión de población”.  (^) Sistema de bombeo : Eleva los electrones a niveles energéticos superiores. Estos sistemas aportan energía externa para la inversión de población.  (^) Cavidad resonante : Compuesta por dos espejos resonante paralelos. Permite alcanzar tres objetivos: -Aprovechar al máximo la inversión de población. -Realizar la amplificación en una única dirección. -Lograr la predominante monocromaticidad de la emisión. Producción de radiación laser:

 (^) Laser de alta potencia : Denominado Laser quirúrgico. Los requerimientos son: Potencia elevada, emisión continua o alta tasa de impulsos y una longitud de onda que facilite una buena absorción tisular. Ventajas: Mayor grado de hemostasia y asepsia, asi como la tendencia a la curación y la cicatrización, con reducción del riesgo de trombosis.  (^) Laser de baja potencia : Se los denomina laser frio o atérmico. Trabajan con potencias del orden de miliwatios y no elevan la temperatura tisular, sino que tienen una acción trófica y/o bioestimulativa.

Tipos de Laser

• Laser de RUBI : Su longitud es de 694nm, de color rojo.
• Laser de Dióxido de Carbono (CO 2): Longitud de onda de 10.600nm. Se emplean potencias que van desde los 4 a los 35 w.
• Laser de ARGON : Radiación de color verde, con longitud de onda de 414nm, y una potencia de 1-15W.
• Laser de Neodimi-YAG ( Ytrio-Aluninio-Granate): Con una potencia de 20-120 W y una longitud de onda de 1.060nm

Laser de alta potencia

 (^) Se realiza mediante los fenómenos de reflexión y refracción en las interfases  (^) En el medio depende de los fenómenos de absorción y dispersión.  (^) La absorción y la transmisión de la radiación laser depende de 2 factores: la longitud de onda y la naturaleza del absorbente.  La composición de los tejidos y determinados pigmentos determina una mayor absorción hacia ciertas longitudes de onda. Ej: Las sustancias o tejido de color rojo absorben mejor las radiaciones verdes. (Laser de Argón con la hemoglobina). Laser de baja potencia y la interacción con los tejidos:

En las aplicaciones habituales de láseres de baja potencia, parte del haz se refleja en la piel y el resto se absorbe en la superficie, y se dispersa en un radio de varios centímetros. La atenuación depende de la absorción y la dispersión, y ambas dependen de la longitud de onda de la radiación.

Los efectos de la radiación láser sobre los tejidos dependen:  (^) De las características del tejido (Absorción)  La longitud de onda de la radiación  (^) La cantidad de energía depositada  (^) El tiempo La energía depositada en los tejidos producirá dos acciónes:  (^) Primaria o directa sobre los primeros milímetros de tejido.  Indirecta que repercutirá en una acción sistémica.

Acción directa e indirecta

 (^) Fototermico : El láser de alta potencia (del láser quirúrgico ) usa este efecto para la acción de corte. El laser de baja potencia a 100mW no produce aumente de temperatura mensurable, mientras que a 300mW se aprecian incrementos de 3ºC y a 500mW decena de grados.  (^) Fotoquimico : El láser de baja potencia con los tejidos produce la liberación de histamina, serotonina y bradicinina, aumento de la producción de ATP intracelular y el estimulo de la síntesis de ADN, síntesis proteica y enzimática.  (^) Fotoelectrico : Se produce normalización del potencial de membrana en las células irradiadas de forma directa, y de forma indirecta al incrementar el ATP producido por la célula para mejor funcionamiento de la bomba Na-K Efectos primarios:

 Todo generador láser emitirá más o menos fotones por unidad de tiempo según sea su potencia de emisión.  (^) La energía es el producto de la potencia por el tiempo que dura la aplicación. Energia (J) = Potencia (W). Tiempo (s)  Principios :

• Densidad de potencia: Es la relación entre la potencia de emisión y la superficie irradiada [DP=P(W)/S(cm2)].
• Irradiación: Es la concentración de fotones sobre el punto o superficie irradiada por unidad de tiempo.
• Densidad de energía: Representa la energía, sobre la superficie a tratar. [Densidad de Energía (J/cm2): E/S].

Dosimetría

 (^) Emisión continua : En este caso la potencia de salida coindice con la de emisión, conociendo la superficie que abarca el haz y la densidad de energía que quiere alcanzarse puede calcularse la duración del tratamiento.  (^) Emisión pulsada : La potencia de salida no coincide con la potencia de emisión, característica de láser de As-Ga y se necesitan 3 parámetros para definirla: potencia pico, duración del pulso y frecuencia. -Energía de un pulso: es igual a la potencia pico por tiempo E=Pp.t -Potencia media: es energía sobre el tiempo de trabajo más el tiempo de reposo P= E/T1 T

Tipo de emisión

 (^) Aplicación puntual : Consiste en la aplicación del haz laser sobre diversos puntos anatómicos de la zona. Se recomienda respetar una distancia entre pntos de 1 a 3 cm.  (^) Aplicación zonal : La zona se abarca de forma mas amplia. Se pueden diferenciar 2 tipos: -Estática. -De barrido: El laser se aplica de forma oscilante manual o automática barriendo una zona rectangular. Metodología de aplicación del laser de baja potencia:

La dosis recomendable para la aplicación se establece entre: 2 a 30 Julios / cm Para influir sobre la energía solo controlamos el tiempo de la aplicación:  (^) Efecto antiinflamatorio: Dosis entre 6 y 15 J/cm2.  (^) Efecto analgésico: Dosis entre 2 y 8 J/cm2.  (^) Efecto trófico regenerador: Dosis entre 6 y 10 J/cm2.

Dosis