Laser

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06/11/2012 
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LASER 
Light Amplification of Stimulated 
Emissions of Radiation. 
 
 
Amplificação da luz por estimulação 
da emissão de radiação. 
Einstein (1916) primeiro a postular os 
teoremas do desenvolvimento dos lasers. 
 
O primeiro trabalho tratava dos MASERs 
(amplificação de microondas por estimulação 
da emissão de radiação). 
 
1960 Primeiro maser óptico construído. 
1965 O termo maser óptico foi 
substituído por LASER. 
 
O laser passou por enormes avanços e 
apresenta inúmeras aplicações do dia-a-dia. 
- Discos de áudio 
- leitura ótica de supermercado 
- telecomunicações 
- medicina. 
 
LUZ energia eletromagnética 
 
Comprimento de onda entre 100 e 10.000 
nanômetros. 
 
 
Luz visível 400 (violeta) a 700 nm 
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A energia luminosa é transmitida no espaço 
como ondas que contém pequenos “pacotes de 
energia” : 
 
Os fótons contém uma quantidade 
definida de energia, dependendo do seu 
comprimento de onda 
Átomo: nêutrons 
 prótons 
 elétrons 
Nêutrons + prótons = núcleo do átomo 
 (carga positiva) 
 
Elétrons = giram em órbita ao redor do núcleo 
 (carga negativa) 
Os elétrons não absorvem nem irradiam 
energia desde que sejam mantidos nas suas 
órbitas (estado fundamental). 
Elétron ganha ou perde uma quantidade de 
energia 
 
 
Muda de órbita 
 
Um fóton colide com o elétron de um átomo, 
ele faz o elétron mudar de nível. 
Quando isso ocorre o átomo fica em um 
estado excitado. 
 
Ele permanece nesse estado apenas 
momentaneamente e libera um fóton (nível 
de energia) idêntico ao que ele absorveu, que 
o faz retornar ao seu estado fundamental. 
 
Esse processo é denominado de emissão 
espontânea. 
Outro meio de excitar o átomo, além da 
colisão de fótons, é com uma descarga 
elétrica. 
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Este conceito foi postulado por Einstein e é 
essencial ao princípio de funcionamento do 
laser. 
 
Um fóton liberado estimularia outro átomo 
igualmente excitado a se desexcitar, liberando 
fóton idêntico. 
O fóton desencadeante continuaria a sua trajetória 
inalterado. 
 Esses dois fótons promoveriam a liberação de 
fótons adicionais idênticos desde que estivessem 
presentes outros átomos excitados. 
Para isso é necessário um ambiente com número 
ilimitado de átomos excitados, que é chamado de 
inversão de população (mais átomos em estado 
excitado do que em estado fundamental). 
Para ocorrer a inversão de população é 
necessário uma aplicação de uma fonte de força 
externa ao meio produtor de laser. 
 
Os fótons liberados são idênticos em fase, 
direção e freqüência. 
 
Para contê-los e gerar mais fótons, são 
colocados espelhos nas terminações da câmara. 
Os fótons são refletidos na câmara , que 
amplifica a luz e estimula a emissão de 
outros fótons a partir dos átomos excitados. 
São tantos fótons estimulados que a câmara 
não pode conter a energia. 
 
Quando se atinge um nível específico de 
energia, fótons de um comprimento de onda 
particular são ejetados pelo espelho 
semipermeável. 
 
Assim, é produzida uma luz amplificada por 
meio de estimulação de emissões (LASER). 
A luz laser é emitida de modo organizado e 
apresenta 3 propriedades que o distingue das 
fontes de luz incandescente e fluorescente: 
 
- COERÊNCIA 
 
- MONOCROMATICIDADE 
 
- COLIMAÇÃO 
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Significa que todos os fótons de luz 
emitidos a partir de moléculas 
individuais de gás têm o mesmo 
comprimento de onda e estão em 
fase uma com a outra. 
Significa a especificidade da luz de 
um único comprimento de onda 
definido. Se a especificidade está no 
espectro da luz visível, ela tem 
apenas uma cor. 
Há uma divergência mínima dos 
fótons. Os fótons se movem de forma 
paralela, concentrando o feixe de luz. 
Os lasers são classificados de acordo 
com a natureza do material colocado 
entre as duas superfícies refletoras. 
 
Existem milhares de tipos diferentes de 
lasers, cada um com comprimento de 
onda específico e características únicas, 
dependendo do meio condutor. 
Os meios de produção de laser podem 
ser: 
 
Cristal e vidro (estado sólido) 
Gás (HeNe) 
Semicondutor 
Corante líquido e químico 
Diodo (GaAs) 
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Lasers podem ser: 
 alta e baixa potência 
 
Alta potência: apresentam respostas 
térmicas. São usados para: 
Cortes cirúrgicos e coagulação 
Oftalmologia 
Dermatologia 
Oncologia 
Cirurgia vascular 
Baixa potência: atérmicos. São usados 
para: 
Cicatrização de ferimentos 
Manuseio da dor 
 
Produzem efeitos fotoquímicos em vez 
de térmicos. 
GaAs (904 nm) – arsenieto de gálio 
 
GaAlAs (830 nm) – arsenieto de gálio e alumínio 
 
AlGaInP (660 nm) – alumínio, gálio, índio e 
fósforo 
 
HeNe (632,8 nm) – hélio e neônio 
 
Contínuo e pulsado 
 
Caneta Laser 660 nm e 830nn: operam 
no modo contínuo e pulsado (50%) com 
possibilidade de escolha de 10 
freqüências: 2,5 Hz, 5 Hz, 10 Hz, 20 Hz, 
75 Hz, 150 Hz, 300 Hz, 700 Hz, 1 KHz e 
2KHz 
Modos de emissão 
Estas freqüências servem para 
proporcionar analgesia por diferentes 
vias fisiológicas. 
 
2,5 Hz – para lesões agudas 
20 Hz – para cura de feridas 
150 Hz – para alívio da dor 
2 KHz – para lesões crônicas e feridas 
que não fecham 
 
 
 
Caneta laser 904 nm: opera somente 
no modo pulsado a 9500 Hz. 
 
 
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1 – Efeitos primários ou diretos: 
Efeito bioquímico 
Efeito bioelétrico 
Efeito bioenergético 
 
2 – Efeitos secundário: 
Estímulo a microcirculação 
Estímulo trófico celular 
3 – Efeitos terapêuticos: 
Aumento do ATP intracelular 
Analgésico 
Anti-inflamatório, anti-edematoso e 
normalizador circulatório 
Efeito estimulante do trofismo dos 
tecidos 
Estimulador dos pontos de 
acupuntura 
Efeito analgésico: 2 a 4 J/cm2 
 
Efeito anti-inflamatório: 1 a 3 J/cm2 
 
Efeito regenerativo: 3 a 6 J/cm2 
 
Efeito circulatório: 1 a 3 J/cm2 
Fase aguda ________ doses baixas 
 
Fase sub-aguda ____ doses médias 
 
Fase crônica _______ doses altas 
Cicatrizes 
 
Ferimentos 
 
Úlceras 
 
Queimaduras 
 
Tendinites 
 
Neuralgias 
 
 
Hematomas 
 
Dor localizada 
Os lasers fornecem radiação não-
ionizante. Isso significa que não foram 
observados efeitos mutagênicos sobre 
o DNA e nenhum dano às células ou 
membranas celulares. 
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- Irradiação direta sobre a retina: a 
radiação LASER provoca lesões 
irreversíveis na retina. 
- Irradiação em focos bacterianos 
agudos. 
- tumores 
 
Contra-Indicações 
-é melhor exposição menor do que 
superexposição. 
- desaconselhável o tratamento na 
gravidez. 
- arritmia cardíaca, disfunções tireóideas, 
marca passos, pacientes em tratamento 
come esteróides ou fármacos 
fotossensibilizantes. 
 
Precauções 
1 – pontual 
 
2 – Por zona ou região 
 
3 - Varredura 
Marcar pontos na área a ser tratada 
de 1 em 1 cm. 
 
Aplicar o laser em cada ponto 
É necessário fazer o cálculo da área e 
do tempo de aplicação. 
Utilza-se uma lente divergente para 
divergir os feixes e pegar toda a área. 
Colocar a intensidade no free. 
É necessário fazer o cálculo da área e 
do tempo de aplicação. 
Colocar a intensidade no free. 
Fazer a aplicação “varrendo” a área a 
ser tratada. 
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 A = b x h 
 
 A = 2 x 2A = 4 cm2 
2 cm (b) 
2 cm (h) 
 A = π R2 
 
π = 3,14 
 
A = 3 x 22 
 
A = 12 cm2 
 R = 2 cm 
Potência de Emissão do Laser (660 nm 
ou 830 nm) 
 
Potência média (904 nm) (Pm) 
 
Área a ser irradiada (A) 
 
Densidade de energia desejada (D) 
Tempo necessário = 
 
 D (joules/cm2) x A (cm2) 
 
 Potência de Emissão (W) 
 
 
No caso do laser de AsGa (904 nm) 
devemos utilizar a Potência média no 
local da Potência de emissão pelo fato 
de esse laser ser emitido em regime de 
pulsos. 
 
 
Pm = Pp x Tp x Fr 
 
Pm = potência média (W) 
 
Pp = potência de pico (W) – 70 W 
 
Tp = tempo de pulso (S) – 60 ns – 0,00000006 s 
 
Fr = freqüência de repetição do pulso (Hz) – 9500 Hz