Fundamentos do LASER
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Fundamentos do LASER


DisciplinaProcessos Gerais em Laserterapia16 materiais123 seguidores
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Fu n d amento s d o L AS E R
- Lase r” é um acróni mo de “Li ght Ampl ifi cation by Sti mul ate d Emission of Radi ati on” ;
- LA SER > L = lu z = RE M.
ASER = ampl i fi cação p or e mi s o e sti mul ada de radi ão” ;
- São disposi ti v os que produzem radi ão ele ctromag ti ca (REM) por um proce sso
de nominado e missão e sti mul ada”;
- A grande apl i cabil id ade da ópti ca hoj e em di a de ve -s e, bastante , à existên ci a do rai o l ase r.
Funcio nando como fo nte de luz d e caracte sti cas úni cas, o lase r po ssui p roprie dade s espe ci ai s
que o tornam u m ex cele nte i nstrume nto de uso cie ntífi co e te cnol ó gi co.
- A radiação e le tromagné tica é uma onda q ue se autopropaga no espaço resul tante d a
i nte ração de campos elé ctri cos e magné ti cos;
Cl assi fi ca-se de aco rdo co m o comp rimento de ond a ( Δ) , que é a di stânci a entre 2 cristas
conse cuti v as da onda. A f re quê nci a ( ν ) é o núme ro de ondas por unidade de temp o ou
conti d as na unidade de comp rime nto;
A unidade el ementar de REM é o f otão;
O espe ctro ele tromag ti co é con sti tuído p or radi ão de rios comp rimentos de ond a: raios
gama, rai o s X, ul traviole tas, l uz vi sível, inf rave rmel hos, mi cro- o ndas e ondas de di o;
Os lase rs pode m e mi ti r radi açõe s de todas as fre quê nci as .
- A emi ssão e stimul ada consiste no se gui nte : v amos sup or um elé tron que e ste j a e m u m
e stado q ue não é aq ue le n o qual ele te m menor e ne rgi a (e stado ex citado). Esse el é tron
e x ci tado apre se nta uma forte te nncia e m i r para o v el de mai s baix a e ne rgi a. Poré m,
sozinho, esse proce s so é rel ativ ame nte de morado para aconte ce r, pode n do, no entanto, se r
ace le rado por u m age nte exte rno. Um ex empl o di sto é a si tuação tradi cio nal de uma bol a e m
e quilíbri o i nstáve l, no topo de u ma montan ha. Com o elé tron no se u e stado e x ci tado ocorre o
me smo, e o agente exte rno que causa se u sal to p ara um níve l e ne rgéti co me nor é j ustame nte
outro fóton. Assi m, um f óton ex te rno e s ti mul a o de cai me nto do e létron ex citad o e e ste, ao
passar para o e stado de mais baix a e ne rgi a, e mi te u m fóton que e me rge d o s iste ma
j untame nte com aquele q ue causou a transi ção. De sse m odo, na e mi ssão e s ti mu l ada, o
causador do e feito s ai i ntacto e o fóton ge rado é o se u i rmão gê me o. Ne sse caso, o s doi s
f ótons eme rge m do si ste ma juntos, com a me sma ene rgi a, propagand o -se na mesma di re ção.
Dize mo s que e le s e stão e m fase e são ton s praticamente i ndi sti ngu íveis .
Esse s doi s f ótons q ue eme rgi ram da e mi ssão e sti mul ada vão pe rturbar ou tros átomos com
e létron s em se us e stados ex citados, h avendo emis são d e mai s f ó ton s que se j untam aos
i ni ci ai s .
A l uz do l ase r prové m j ustame nte d a e mi ssão que oco rre quan do elé trons de cae m de seus
veis e ne rgé ti cos de f orma estimul ada, p rodu zindo u m fei xe d e luz onde todas as pe qu en as
porçõe s ( f ótons) comp ortam - se iden ti camente.
Todos e sse s f ótons que e me rgem d o sistema são nov ame n te jogados so bre el e po r meio d o
uso de e spel hos, que s ão col ocados e m cada extremid ade da amostra. A vantage m nessa
ope ração é que , faze ndo com qu e os fótons emi ti do s pela amostra i nte rajam mai s com os
átomos d e sta, mai or se rá o n úme ro de f óto ns e mi ti dos através do p rocesso d e e mi ssão
esti mul ada, aumentando a qu antid ade de l uz que sai d o sistema.
Ap ós v ári os passos, os ton s q ue se movi me ntam atravé s do mei o que f orma o l ase r
consti tu i rão um fe ixe que ap rese n ta uma i nte nsi d ade co nside v el.
- Constituição do sistema l ase r
Um l ase r consi ste p rinci pal me nte de 3 p arte s: A p ri me i ra parte é o chamado meio ativo, que
pode se r gasos o, sóli do ou l íqui do. Essa p arte do l ase r é a qu e conté m os átomos ou
molé cul as, as quai s con m os elétrons que , atravé s dos sal tos de níveis de ene rgi a e mi te m luz
( f ótons) , que fi nal me nte con sti tui rão a l u z l ase r ( um si ste ma co nsti tui um bom meio ativo
quando os el étrons co nse gue m pe rmane cer um te mpo rel ati v ame n te l on go em um e s tado
e x ci tado).
A nte s de i ni ci ar-s e a ação do lase r, é preci so que tenh amos a mai ori a do s átomos co m e lé trons
e m se u s e stados ex citados.
Para que os el é trons sal te m p ara se us n ívei s mais e ne rgéti cos, é pre cis o forne ce r en e rgi a. Esse
é o trabalho de uma fonte exte rna de e ne rgi a, q ue é a se gunda parte pri n ci pal do l ase r. A
f onte te a obri gação de produzi r estados exci tados , a fi m d e que n os de caimentos haja
produção de l uz. El a atua no mei o ativo , mui tas ve ze s e mi tindo fótons sobre e le, e is so f az com
que um grande núme ro de átomos fiq ue m no es tado ex ci tado . Quando o maio ri a dos átomos
aprese n tam e létrons no estado e x ci tado, di ze mo s que ocorre u uma i nve rsão de p opul ação.
Esse es tágio é fun dame ntal para a produção do lase r.
A te rce i ra parte i mportante do l ase r é a cavidade ótica ou re ssonador. Sua f un ção é
j ustame nte a de f aze r com q ue o s fótons que e me rgem do si s te ma vol te m para el e,
produzi ndo mai s e mais emis são e sti mul ada. Isso é f ei to por me io de es pe lhos qu e s ão
col ocados nas e x tre mi dade s de s sa cavi dade e prov ocam a reflex ão dos f óto ns de vol ta à
amostra.
Todos esses p rocessos ocorre m de uma mane i ra contínua, f aze ndo com que a luz e me rge n te
se j a um fe ixe contínuo e não i nte rromp id o.
- Características da l uz lase r
Ao contrári o da l uz s ol ar e d a l u z in candesce nte que são caóti cas e emi tem radi ão em todas
as di re cçõe s e de todo o e spe ctro de comprimento de onda, a luz l ase r te m caracte sti cas
di fe re n te s :
1) coe re nte : as o ndas e stão e m f ase no tempo e no espaço;
2) mon ocro máti ca: têm o me smo compri me nto de onda (l uz pura, da me sma cor) > a ene rgi a
carregada pel o ton e sti mu l ante e pe l o f óton e mi ti do o as me smas. P ortanto, se
ve ri fi carmos o espe ctro da l uz l ase r, ve re mos ap en as uma li nha, mos tran do que el a é
compos ta de ape nas um compri me nto de onda, e nquanto u ma f onte de l uz i ncande sce nte é
f ormada por v ári os compri me ntos de onda.
3) col imada: as ond as têm a me s ma di re ão, a l uz é p aral ela, não di ve rge nte , e stre i ta,
conce ntrada, 1 mm de di âme tro > e ssa caracte sti ca é e x tre mamen te i mp ortante para uma
rie de ap li caçõe s em comu ni cação, na i ndústri a, na eletrôni ca e tc.
4) é u ma l uz de al ta i ntensid ade > pe lo f a to de se r mo nocromáti ca pode i nte ractuar
i nte ns ame nte com ce rtas subs tânci as e pouco com o utras e como é e mi tida na f o rma dum
f ei xe al tame nte coli mado , pode se r di re ci on ada com grande pre cisão para di stânci as
si gni ficati vas pe lo que é uti lizada de forma rotinei ra nos satél i te s para me di r d i stân ci as ;
A luz l ase r pode se r cole tada por uma l ente e focada nu m pe queno círculo o que p e rmi te
aumen tar si gnif i cati v ame n te a e ne rgi a p or uni dade de supe rfície .
- Interação luz lase r com os te cidos
Quando a radi ão é absorvi da pel o teci d o bi ol ó gi co, o e feito provocado p ode se r:
1) efeito f o toté rmi co: a al ta e ne rgia l as e r absorv id a pel os te ci dos p ode ge rar calo r q ue causa a
de s tru i ção do te cido: Ex : l ase r CO2.
2) Fo tod isrupção : uma on da de choq ue , cuj a vi bração causa ex pl osão e f ragmentação do
te cido alvo; ef ei to me canoacústi co e fo toacústi co: ex : l ase r Qswi tche d.
3) f oto abl ão: rotura di re ta das li gações molecul ares p or f otõe s ul travi ole ta de alta e ne rgi a:
e x : l ase r excíme ros ( ul traviole t as) .
4) abl ação i nduzi da p or pl asma abl ão atravé s da i oni zação das molé cul as e dos átomos
quando se obté m a fo rmação de pl asma:ex : Nd :YA G.
5) Efei to f otoq mi co: te rapê uti ca fo tod i mi ca ( P DT) ou fotoqui mi ote rapi a. Base i a- se n a
admi ni stração de uma s ubs tânci a fotosse n si bi li zante, que é captada se le ctivame nte por cél ul as
tumorais ( ou o utras) e que, so b a acção de uma f onte de l uz de de te rmi n adas característi cas,
ori gi n a prod utos xi cos que le sam as l ul as ne opl ási cas, induzi ndo a su a morte . Essa fo nte
de luz pode se r l ase r.