เล่มที่ 40
การใช้เลเซอร์ในทางการแพทย์
สามารถแชร์ได้ผ่าน :
ชนิดของเครื่องกำเนิดแสงเลเซอร์
การแบ่งชนิดของเครื่องกำเนิดแสงเลเซอร์ ซึ่งเรียกสั้นๆ ว่า เลเซอร์ จะแบ่งตามวัสดุตัวกลาง ที่เป็นต้นกำเนิดแสงเลเซอร์ ซึ่งแบ่งเป็น ๔ ชนิดด้วยกันคือ เลเซอร์แก๊ส เลเซอร์ของแข็ง เลเซอร์ของเหลว และเลเซอร์ไดโอด
๑. เลเซอร์แก๊ส (Gas Laser)
เลเซอร์แก๊ส คือ เลเซอร์ที่ใช้แก๊สเป็นตัวกลางเลเซอร์ เช่น แก๊สผสมฮีเลียม-นีออน (He-Ne) แก๊สผสมคาร์บอนไดออกไซด์-ไนโตรเจน-ฮีเลียม (CO2-N2-He) แก๊สอาร์กอน (Ar) ซึ่งจะให้สีต่างๆ ตามชนิดของแก๊ส
โครงสร้างของเลเซอร์ฮีเลียม-นีออน
เลเซอร์แก๊สโดยทั่วไป แก๊สจะถูกบรรจุอยู่ในหลอดเลเซอร์ซึ่งทำด้วยแก้วและมีขั้วไฟฟ้าที่ปลายทั้ง ๒ ข้าง
การให้พลังงานแก่แก๊สในหลอดเลเซอร์ จะใช้ไฟฟ้ากระแสตรงที่มีแรงดันสูง เพื่อกระตุ้นให้แก๊สภายในหลอดเลเซอร์ เกิดการปล่อยก่อน จึงจะเกิดแสงเลเซอร์ได้
๒. เลเซอร์ของแข็ง (Solid State Laser)
เลเซอร์ของแข็ง คือ เลเซอร์ที่ใช้ของแข็งเป็นตัวกลางเลเซอร์ เช่น เลเซอร์ทับทิม เลเซอร์แย็ก เลเซอร์แก้ว โดยทับทิมและแย็กเป็นผลึก ส่วนแก้วเป็นอสัณฐาน ตัวกลางเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเนื้อวัสดุหลักหรือวัสดุเจ้าบ้าน (host material) เท่านั้น ส่วนตัวที่ทำให้เกิดการปล่อยแสงเลเซอร์เกิดจากสารเจือปนที่เติมในเนื้อสาร เช่น ทับทิม จะใช้ธาตุโครเมียม เป็นสารเจือปน จึงให้แสงเลเซอร์สีแดงที่มีความยาวคลื่น ๖๙๔.๓ นาโนเมตร ส่วนแย็กและแก้วใช้ธาตุนีโอดีเมียมเป็นสารเจือปน จึงให้แสงอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่น ๑.๐๖ ไมครอน
แผนภาพของเลเซอร์นีโอดีเมียมแย็ก
การให้พลังงานแก่ตัวกลางเลเซอร์ที่เป็นของแข็ง จะใช้แสงที่มีความเข้มสูง เช่น แสงจากหลอดไฟแฟลช หรือแสงจากหลอดอาร์ก โดยมีตัวสะท้อนแสงช่วยเพิ่มความเข้มของแสงที่ใช้ในการกระตุ้นตัวกลางเลเซอร์ ตัวสะท้อนแสงเป็นท่อโลหะกลวง ที่มีผิวโค้งเป็นรูปวงรีเคลือบด้วยโลหะที่สะท้อนแสงได้ดี เช่น โครเมียมหรือทอง ภายในตัวสะท้อนแสงจะมีแท่งตัวกลางเลเซอร์ และหลอดไฟวางในแนวขนานกันที่แต่ละจุดโฟกัสของวงรี
๓. เลเซอร์ของเหลว (Liquid Laser)
เลเซอร์ของเหลว คือ เลเซอร์ที่ใช้ของเหลวเป็นตัวกลางเลเซอร์ โดยปกติทั่วไปจะใช้สีย้อม (dye) ผสมกับแอลกอฮอล์ บรรจุใส่ภาชนะ จากนั้นผ่านสารละลายสีย้อมเข้าไปในท่อแก้วควอตซ์ ซึ่งในการให้พลังงานแก่สารละลายสีย้อม จะใช้แสงจากหลอดไฟแฟลช เช่นเดียวกับตัวกลางเลเซอร์ที่เป็นของแข็ง จุดเด่นของเลเซอร์ของเหลวคือ ให้แสงเลเซอร์ในช่วงที่ตามองเห็น และสามารถปรับเลือกความยาวคลื่นได้ จึงเป็นทูเนเบิลเลเซอร์ (tunable laser) ตัวอย่างสีย้อมที่นิยมใช้ ได้แก่ โรดามีน ๖ จี (rhodamine 6G) ซึ่งให้แสงเลเซอร์ตั้งแต่สีเหลืองถึงสีส้ม (๕๗๐-๖๑๐ นาโนเมตร)
แผนภาพของเลเซอร์ของเหลว
๔. เลเซอร์ไดโอด (Diode Laser)
เลเซอร์ไดโอดเป็นเลเซอร์ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำ ซึ่งได้จากสารประกอบ เช่น แกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs) แกลเลียมอะลูมิเนียมอาร์เซไนด์ (GaAlAs) ซึ่งมีค่าแถบพลังงานต่างกัน จึงเป็นตัวกำหนดค่าความยาวคลื่นของแสงเลเซอร์ เช่น แกลเลียมอาร์เซไนด์ให้แสงเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่น ๘๐๐ นาโนเมตร (อินฟราเรด) และแกลเลียมอะลูมิเนียมอาร์เซไนด์ให้แสงเลเซอร์สีแดงที่มีความยาวคลื่น ๗๕๐ นาโนเมตร
เลเซอร์ไดโอดเป็นเลเซอร์ที่มีขนาดจิ๋วกินไฟน้อย สามารถผลิตได้จำนวนมากด้วยเทคโนโลยีสารกึ่งตัวนำ
หัวข้อก่อนหน้า
