Лазерное излучение 2

Взаимодействие излучения СО2-лазера с биотканями

Лазерное излучение 2

При взаимодействии лазерного излучения с биологическими тканями имеют место различные эффекты, возникающие при прохождении света через неоднородную (так называемую, мутную) среду.

Часть падающего на биообъект лазерного излучения отражается от него (обратное рассеивание), что происходит из-за несоответствия коэффициентов преломления света тканями и окружающей их средой.

Проникающее в ткани лазерное излучение подвергается многократному рассеиванию (рассеивание вперед или прямое рассеивание) и поглощению различными биологическими структурами (рис.3).

При этом могут возникать и другие эффекты, связанные со вторичным излучением (флуоресценция и фосфоресценция) или возникновением волн сдавления и упругого удара, когда на ткани воздействуют мощным электромагнитным полем лазерного излучения.

Поглощение световой энергии тканями является ключевым моментом и от него непосредственно зависит выраженность последующих процессов. Само поглощение света основывается на фотобиологическом эффекте и определяется комплиментарностью его длины волны поглощающим субстанциям в биотканях.

Взаимодействие излучения СО2-лазера с биотканями непосредственно зависит от содержания в них воды, которая является основной поглощающей субстанцией световых квантов на длине волны 10,6 мкм.

Под влиянием поглощенной энергии ИК-лазерного излучения усиливаются колебательные процессы в молекулах воды, в результате чего возрастает температура в тканях.

Рис.3. Взаимодействие высокоэнергетического
лазерного излучения с биотканями

Высокое содержание воды в тканях организма (70-80% от веса органов) во многом объясняет тот факт, что при воздействии СО2-лазерного излучения на биоткани преобладают термические эффекты, на использовании которых преимущественно и основывается применение лазеров в хирургической практике. На рисунке 3 воспроизведены фотоэффекты и температурные параметры, при которых происходит денатурация белков, коагуляция и испарение тканей. Степень выраженности фототермического действия, равно как и морфологических изменений в тканях, зависит от энергетических параметров лазерного излучения. При слабой концентрации световой энергии, а также в глубоких слоях тканей, где интенсивность лазерного воздействия резко ослабевает, преобладают фотохимические реакции, обусловливающие эффект фотоактивации клеток.

Первичный акт поглощения фотонов, равно как и последующие акты межмолекулярного переноса энергии, а также фототермические и фотохимические изменения тканей, занимают доли секунды.

Биологический ответ организма на лазерное воздействие формируется за более длительный временной период от секунд до часов.

Достижение же конечного лечебного результата занимает несравнимо более длительный промежуток времени, исчисляемый днями.

Воздействие высокоэнергетического лазерного излучения непосредственно зависит от оптического проникновения света в ткани и тепловой диффузии.

Эффективная глубина оптического проникновения излучения СО2-лазера в биоткани обычно не превышает 50 мкм, хотя возможны вариации в зависимости от оптической плотности и однородности различных тканей.

Вообще глубина проникновения света в ткани является функцией длины волны, что определяет выбор конкретного лазера для тех или иных лечебных воздействий.

Распределение тепловой энергии в объеме ткани (ее тепловой разогрев) существенно влияет на структурные изменения в тканях (рис. 4а).

Рис. 4. Воздействие на биоткани СО2-лазерного излученияА — оптическое проникновение и тепловая диффузия

Б — зоны структурных изменений

При температуре больше 400°С происходит термическое удаление (выгорание) ткани, сопровождающееся испарением их жидкой и карбонизацией (обугливанием) твердой фаз. При температуре больше 800°С подвергшийся лазерному воздействию участок полностью выгорает, что выражается в разъединении (или разрезе) ткани. Глубина разреза определяется скоростью перемещения границ слоя разрушения вглубь ткани.

От линии разреза до участка неизмененных тканей устанавливается градиент температур от 120°С на поверхности карбонизированного участка ткани до 37°С — температуры нативной ткани. В соответствии с тепловой диффузией формируются зоны обугливания и коагуляции. Будучи связанными с необратимыми изменениями тканей они в последующем образуют зону некроза (рис.4б).

При правильной обработке тканей СО2-лазером зона коагуляционного некроза обычно не превышает 200 мкм от линии разреза. Образование зоны коагуляции играет исключительно важную роль в гемостазе по ходу лазерного разреза, с чем связано огромное преимущество лазерной хирургии, дающей возможность хирургу оперировать практически на сухом поле.

При операциях на паренхиматозных органах для полного гемостаза необходимо формирование зоны коагуляции до 1000 — 1500 мкм (Е.И.Брехов, Ю.Г.Пархоменко, 1989). Увеличение зоны коагуляции естественно повлечет расширение зоны некроза. Без резкой границы зона коагуляции переходит в зону обратимых изменений (или отека), в которой преобладают реактивные изменения микрососудов.

Ширина этой зоны колеблется от 200 до 500 мкм.

Тепловая диффузия в тканях существенно зависит от их теплопроводности и васкуляризации, так как тепло передается путем проводимости через ткань и путем конвекции через кровеносную систему. Уменьшить при лазерной хирургии теплопередачу путем конвекции позволяют специальные лазерные компрессионные инструменты, разработанные О.К.Скобелкиным (1975, 1989).

Как тепловая диффузия, так и зона теплового некроза существенно зависят от выбранных параметров лазерного излучения. Минимизировать зону некротических изменений можно за счет рационального подбора параметров импульсно-периодического режима и применения режима «Mедипульс», что будет рассмотрено в следующей главе.

Глубина проникновения тепла в ткани тем меньше, чем короче время тепловой диффузии.

Так, при времени воздействия излучения СО2-лазера на ткани в течение 1 с глубина тепловой диффузии составляет порядка 720 мкм, при времени воздействия 0,01 с (10 мс) — 72 мкм, при времени воздействия 0,001 (1 мс) — 23 мкм, при времени воздействия 0,0001 с (100 мкс) — 7,2 мкм (G.M»uller, 1989).

В таблице 2 приведены различные виды лазерного удаления тканей, а также основные механизмы фотовоздействия, их обусловливающие, и те параметры лазерного излучения, от которых они непосредственно зависят.

Таблица 2

Различные виды лазерного удаления биотканей.
(G. Muller, 1989)

Как видно из таблицы, повышение мощности лазерного излучения и концентрация лазерной энергии в короткие импульсы позволяет добиться снижения теплового воздействия на биоткани, а также получить нетермические эффекты по типу быстрого взрыва (фотоабляция) или оптического пробоя (фоторазрыв). Для усиления фототермического воздействия на ткани преимущественное значение имеет наращивание плотности мощности и энергетической плотности светового потока на единицу площади ткани.

Высокая концентрация световой энергии в лазерном луче достигается за счет его фокусировки в световое пятно. Это важнейший параметр лазерного излучения, регулируемый хирургом. В ЛХА «Ланцет» предусмотрена ступенчатое автоматическое переключение фокусировки лазерного излучения.

Поскольку СО2-лазер одномодовый, то основной поток энергии сосредоточен в центральной части пятна (86% выходной мощности). По уровню энергии 1/е2 (т.е. 86% выходной мощности) размер светового пятна устанавливается на 0,2; 0,3 или 0,5 мм в диаметре.

В таблице 3 приведены значения плотности мощности лазерного излучения в фокальной точке при различных размерах светового пятна и разных уровнях мощности лазерного излучения. Фокальная точка расположена на расстоянии 20 мм от конца наконечника манипулятора.

Таблица 3

Плотность мощности (кВт/см2) в точке фокусировки при непрерывном режиме излучения

Примечание: Для удобства работы в таблице даны округленные значения плотности мощности. Расчет плотности мощности (W) производится по формуле: W = P/S, где P — устанавливаемая выходная мощность в Вт; S — площадь пятна в см2; вычисляемая как площадь круга: S = ? D2/4.

Выбор размеров светового пятна определяется не только создаваемой в зоне обработки тканей плотностью энергии, но и желаемым характером их разрушения, так как при более широком пятне на поверхности тканей будет формироваться больший по ширине дефект (рис. 5).

На рисунке также показано, что при удалении ткани на значительном участке формирование дефекта способом наложения «канавки за канавкой» лазерный луч проводится таким образом, чтобы каждая последующая канавка частично перекрывала ранее проложенную.

Рис.5. Формирование дефекта на поверхности органапод воздействием лазерного излучения при различном диаметре

светового пятна и разных способах ведения «канавки»

Нередко требуется обрабатывать ткани расфокусированным лазерным лучом. Для этого наконечник манипулятора отодвигается от поверхности биообъекта. При этом следует учитывать, что плотность мощности при расфокусировке уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от фокальной точки до облучаемой поверхности.

На рисунке 6 показаны особенности воздействия на биоткани сфокусированного и расфокусированного луча СО2-лазера (мощностью 10 Вт).

При высокой плотности мощности в точке фокусировки (32х103 Вт/см2) (диаметр пятна 0,2 мм) имеет место быстрое удаление ткани в области воздействия и формирование разреза; при этом зона термического повреждения тканей ограничена.

Применение импульсно-периодического режима с короткими импульсами позволяет минимизировать зону термического повреждения тканей. Режим «Медипульс» еще в большей мере снижает термическое воздействие на биоткани, а их удаление происходит по типу, приближающемуся к нетермической фотоабляции.

Рис. 6. Воздействие на биоткани сфокусированным и расфокусированным лучом СО2 лазера ЛХА «Ланцет»
(мощность излучения 10 Вт, диаметр пятна 0,2 мм).

Увеличение размеров светового пятна до 0,3 и 0,5 мм осуществляется автоматически с пульта управления; достигаемые при этом параметры плотности мощности указаны в таблице 3. При расфокусировке лазерного луча до 0,7 мм в диаметре плотность мощности снижается до 2,6х103 Вт/см2 (расстояние между пятнами пилотного излучения — 1 см).

При такой мощности скорость испарения тканей снижается, однако наиболее эффективно используется тепловой разогрев тканей с четким формированием зоны коагуляции, величину которой можно варьировать, изменяя время контакта лазерного излучения с биотканями.

При расфокусировке лазерного луча до 2 мм в диаметре плотность мощности составляет 320 Вт/см2 (расстояние между пятнами пилотного излучения — 3 см). При таких параметрах лазерного излучения имеет место относительно слабое тепловое воздействие на биоткани, приводящее к формированию зоны коагуляции в самых поверхностных слоях.

При расфокусировке лазерного луча до пятна с диаметром 6,8 мм (расстояние между пятнами пилотного излучения — 10 см) плотность мощности снижается до 27 Вт/мм2, используемой для стерилизации поверхности ран.

В таблице 4 приведены параметры плотности мощности при различной степени расфокусировки излучения СО2-лазера с исходным размером светового пятна 0,2; 0,3 и 0,5 мм. Следует отметить, что в конечном итоге степень расфокусировки лазерного излучения подбирается каждым хирургом в зависимости от желаемого результата опытным путем.

Таблица 4

Диаметр пятна (мм) и плотность мощности (Вт/см2) при различной степени расфокусировки СО2—лазерного излучения
(исходная мощность 1 Вт)

Примечание: При увеличении мощности лазерного излучения от 1 до 20 Вт, указанные в таблице значения возрастают пропорционально установленной мощности.

02.02.2012

Источник: https://www.lasermed.ru/article/vzaimodejstvie_izluchenija_so2_lazera_s_biotkanjami

CO2 Лазеры / Щелевые Лазеры

Лазерное излучение 2

ЩЕЛЕВЫЕ CO2 ЛАЗЕРЫ (УГЛЕКИСЛОТНЫЕ) ОТ РОССИЙСКИХ ЛАЗЕРНЫХ СИСТЕМ (ОСОБЕННОСТИ И ПРЕИМУЩЕСТВА)

Что такое «СО2 Лазеры»? — информация и определения

CO2 Лазер — углекислотный лазер, лазер с активной средой на углекислом газе: молекулярный лазер, активной средой которого являются молекулярные газы.

Основой принципа работы СО2 лазера — является передача энергии накачки при помощи молекул Азота N2 к молекулам газа CO2.

Данный принцип основан на свойстве переходов между колебательными и вращательными уровнями молекулы CO2.

Молекулы Азота N2, в свою очередь, под давлением в несколько десятков тысяч Па (Паскаль), возбуждаются электронами электрического разряда в газовой среде, смеси из газов CO2N2He.

Газовая смесь может иметь различные пропорции, в зависимости от специфики задач и применения CO2 лазера.

Внешний вид установки технологического CO2 лазера:

Накачка гавовой смеси в CO2 лазерах может осуществляться различными типами разрядов:

— Самостоятельным разрядом при помощи электродов, которые расположены непосредственно в емкости с газом, когда накачка осуществляется постоянным током (DC).

— Высокочастотным электромагнитным излучением (RF).

Накачка CO2 лазеров при помощи ВЧ электромагнитного излучения имеет ряд преимуществ:

— Отсутствует износ электродов, что обеспечивает более продолжительный срок службы CO2 лезеров, так как не требуется замена данных электродов

— Возбуждение среды проихоит равномерно и однородно, что обуславливает более стабильные характеристики CO2 лазера в различных мощностных диапазонах

— Возможность установки уровня мощности ВЧ электромагнитного разряда, за счет изменения длительности импульса

— Импульсный режим позволяет регулировать как длительность импульса, так и частоту задержки импульсов, что позволяет осуществлять различные режимы работы для CO2 лазеров, расширяя возможности и применение CO2 лазерных установок.

Активная среда углекислотного лазера представляет собой газообразную смесь CO2, Азота (N2), Гелия (He).

Используются и другие комбинации газов, обусловленные спецификой применения и/или определенными требованиями по характеристикам для CO2 лазеров: в смесь газов добавляют Водород (H2) или Ксенон (Xe).

Пропорции газов в газовой смеси CO2 лазеров зависят от конкретных требований к характеристикам лазерного луча, однако концентрация CO2 и N2 в активной среде лазера стотсавляет обычно 5-20%.

Из всех существующих лазеров, CO2 лазеры длительного действия — наиболее мощны. КПД CO2 лазера может достигать 20% (отдельные образцы CO2 лазеров могут достигать КПД до 30%), что является самым высоким показателем эффективности среди лазеров на данный момент развития лазерной техники.

Другими словами: CO2 Лазер — это универсальный высокоэффективный инструмент, способный резать/раскраивать, сваривать, маркировать, обрабатывать большое количество различных материалов и поверхностей за минимальное время и с минимальными затратами.

CO2 лазер — длина волны, частотный спектр и лазерный луч

Углекислотные CO2 лазеры излучают в инфракрасном диапазоне (ИК-диапазон). Длина волны составляет от 9,4 до 10,6 мкм.

Частотный спектр генерации СО2-лазера имеет достаточно сложный вид. Причиной этого является наличие тонкой структуры колебательных уровней, обусловленной существованием ещё одной степени свободы молекулы СО2 – вращения.

Луч CO2 лазера имеет Гауссову форму, распространение в пространстве и фокусировка которого, описывается законами Гауссовой оптики с качеством луча, близким к единице. За пределами резонатора можно генерировать донатову моду, для областей применения CO2 лазеров, требующих более крупных размеров фокуса луча. Данная мода имеет распределение интенсивности ТЕМ 01* и К число К=0,45 или М2=2,2.

Спектр CO2 лазерного луча

СО2 лазер — оптическая система

Оптическая система CO2 Лазера состоит из следующих основных элементов:

— Отражающая оптика, выпоненяется, в основном, из Меди (Cu).

— Оптическая линза — выходное зеркало, обычно изготавливается из ZnSe, пропускает длину волны в диапазоне 9,4 — 10,6 мкм.

— Выходное окно из ваккумной камеры: часто изготавливается из алмаза, выращенного синтетическим способом. Алмаз имеет высокую степень прозрачности, высокую прочность и очень высокую теплопроводность, что обеспечивает максимальную надежность конструкции в силу не чувствительности к тепловой нагрузке.

— Пространственный фильтр — очищает луч CO2 лазера от боковых мод, осуществляет промежуточную фокусировку луча лазера.

CO2 лазер — мощностные характеристики

Большой интерес к СО2-лазерам объясняется тем, что у данного типа лазера эффективность преобразования электрической энергии в энергию лазерного излучения в сочетании с максимально достижимой мощностью и/или энергии импульса значительно превосходят аналогичные параметры других типов лазеров.

Коэффициент усиления активной среды СО2-лазера существенно зависит от температуры рабочей смеси. Процессы накачки лазерной смеси и генерации неизменно сопровождается нагревом газа. Температура лазерной смеси в установившемся состоянии пропорциональна мощности энерговыделения в разряде.

CO2 лазер — особенности и преимущества

Сейчас на рынке выпускаются СО2-лазеры с мощностью типично до 10 кВт *, в том числе более 50 типов различных СО2-лазеров с ВЧ-накачкой в диапазоне мощностей от 3 Вт до 5 кВт.

При этом газовые лазеры с ВЧ-возбуждением обладают целым рядом преимуществ по сравнению с лазерами, в которых для накачки рабочей среды применяется самостоятельный тлеющий разряд постоянного тока.

В частности, их конструкция и технология изготовления проще, а надёжность, ресурс работы, удельные характеристики существенно выше, чем у лазеров с накачкой постоянным током.

Это позволяет уменьшить габариты и массу технологических СО2-лазеров мощностью 1 кВт настолько, что становится возможным размещение такого лазера на подвижном манипуляторе промышленного робота.
Сегодня известно большое количество различных конструкций газовых лазеров с ВЧ-возбуждением. Но в основе всего многообразия конструктивных решений лежит SLAB компановка, которая в большинстве случаев удачно совпадает с требованиями, предъявляемыми к активной среде лазера.

CO2 лазер — резонаторы и ососбенности формирования волны

Резонатор является оптической системой, позволяющей сформировать стоячую электромагнитную волну и получить высокую интенсивность излучения, необходимую для эффективного протекания процессов вынужденного излучения возбуждённых частиц рабочего тела лазера, а следовательно, когерентного усиления генерируемой волны.

Оптические резонаторы в квантовой электронике не только увеличивают время жизни кванта в системе и вероятность вынужденных переходов, но и так же, как резонансные контуры и волноводы определяют спектральные характеристики излучения.

В длинноволновом диапазоне классической электроники длина волны излучения существенно больше размеров контура и его спектральные характеристики определяются сосредоточенными параметрами электрической цепи. Длинные радиоволны при этом излучаются в пространство практически изотропно.

При сокращении длины волны и переход в СВЧ-диапазону для формирования электромагнитной волны используются пустотелые объёмные резонаторы с размерами, сравнимыми с длиной волны. При этом появляется возможность формирования направленных (анизотропных) распределений излучения в пространстве с помощью внешних антенн.

В ИК и видимом диапазоне длина волны излучения много меньше размеров резонатора. В этом случае оптический резонатор определяет не только частоту, но и пространственные характеристики излучения.

CO2 лазер — повышенной мощности

В лазерах повышенной мощности широкое распространение получили неустойчивые резонаторы со сферическими металлическими зеркалами.

Наиболее часто в лазерной технике используется телескопический конфокальный неустойчивый резонатор, дающий на выходе параллельный пучок. Одно из его зеркал выпуклое, а другое вогнутое. Генерация возникает в приосевой зоне.

Покидающее эту зону излучение усиливается при многократных проходах между зеркалами, смещаясь к периферии резонатора.

Относительная величина смещения положения луча на выпуклом зеркале за один проход называется коэффициентом увеличения резонатора .

В отличие от устойчивого резонатора прозрачность неустойчивого резонатора определяется не пропусканием излучения выходным зеркалом, а геометрическими размерами системы.

Из-за геометрического расширения излучения его интенсивность падает на одном проходе в М2 раз. Однако в стационарных условиях при малых внутрирезонансных потерях усиление излучения на одном проходе также составит М2.

Таким образом, весь неустойчивый резонатор заполнен излучением с практически равной интенсивностью, что в отличие от устойчивых резонаторов обеспечивает полное и равномерное использование всей активной среды. Если добавить к этому высокую лучевую стойкость металлических зеркал, то преимущество неустойчивых резонаторов для мощных лазерных систем становится очевидным.

CO2 лазер — охлаждение

CO2 лазеры требуют постоянного охлаждения активной среды, так как активная среда нагревается до очень высоких температур, которые могут разрушить конструкцию лазера, за очень короткое время (десятые доли секунды).

Для промышленных лазеров применяются два метода охлаждения активной среды СО2 лазеров:

— Конвекционный тип охлаждения активной среды лазера.

— Диффузный тип охлаждения активной среды лазера.

Конвекционный тип охлаждения активной среды лазера — основан на подачи газа через активную область с высокими скоростями прокачки потока.

Различают два типа подачи газа для прокачки:

— продольная прокачка

— поперечная прокачка

СО2 лазер — примениение

CO2 лазеры, в силу своей мощностной эффективности, наиболее часто используются для резки/раскроя различных сплавов металлов, в том тисле тугоплавких, маркировки или гравировки пластика и его производных, резины и пр. CO2 широко применяются для сварки различных металов. Лазерная CO2 сварка является эффективной для металлов с высокой теплопроводностью, например таких как алюминий и латунь.

CO2 Лазеры — производство

Мы производим подный спектр промышленных CO2 лазеров для широкого круга задач в России. Предлагаем ознакомиться с нашим каталогом продукции.

Каталог CO2 Лазеры — Ознакомиться с каталогом продукции

Лазеры (создание и развитие)

* Возможно производство более мощных CO2 Лазеров по индивидуальным проектам — обсуждается отдельно.

Источник: http://www.slab-laser.ru/CO2-lasers.html

Реферат. Реферат Лазерное излучение 2 Безопасность жизнедеятельности

Лазерное излучение 2

Подборка по базе: уголовка реферат.rtf, Реферат Эконом Безопасность.docx, транспортная безопасность.docx, метод Безопасность в сети интернет.docx, Северный морской путь РЕФЕРАТ.doc, БЖД.Пожарная безопасность.docx, Гамма реферат.docx, омега реферат.docx, гуднин- реферат аборты.doc, Пожарная безопасность.

pdf.
Реферат: Лазерное излучение 2

Безопасность жизнедеятельности представляет собой область научных знаний, охватывающих теорию и практику защиты человека от опасных и вредных факторов во всех сферах человеческой деятельности, сохранение безопасности и здоровья в среде обитания.

Эта дисциплина решает такие задачи, как идентификация негативных воздействий среды обитания; защита от опасностей или предупреждение воздействия тех или иных негативных факторов на человека; ликвидация отрицательных последствий воздействия опасных и вредных факторов; создание комфортного состояния среды обитания человека.

Основным показателем безопасности жизнедеятельности является продолжительность жизни.

Развитие цивилизации, под которой мы понимаем прогресс науки, техники, экономики, индустриализацию сельского хозяйства, использование различных видов энергии, вплоть до ядерной, создание машин, механизмов, применение различных видов удобрений и средств для борьбы с вредителями, значительно увеличивает количество вредных факторов, негативно воздействующих на человека.

На протяжении всего существования человеческая популяция, развивая экономику, создавала и социально-экономическую систему безопасности. Вследствие этого, несмотря на увеличение количества вредных воздействий, уровень безопасности человека возрастал.Воздействие человека на среду согласно законам физики вызывает ответные противодействия всех ее компонентов.

Организм человека безболезненно переносит те или иные воздействия до тех пор, пока они не превышают пределы адаптации.

Курс «Безопасность жизнедеятельности» предусматривает процесс познания сложных связей человеческого организма и среды обитания, в связи с чем в курсе рассматриваются:1) безопасность в бытовой среде;2) безопасность в производственной среде;3) безопасность жизнедеятельности в городской среде (селитебной зоне);4) безопасность в окружающей природной среде;5) чрезвычайные ситуации мирного и военного времени.

Бытовая среда – это вся сумма факторов, воздействующих на человека в быту. Реакцию организма на бытовые факторы изучают такие разделы науки, как коммунальная гигиена, гигиена питания, гигиена детей и подростков.

Производственная среда – это совокупность факторов, воздействующих на человека в процессе трудовой деятельности.

Безопасность в природной среде – это одна из отраслей экологии. Экология изучает закономерности взаимодействия организмов с окружающей средой.

Лазерное излучение

Лазерное излучение: l = 0,2 — 1000 мкм.

Осн. источник — оптический квантовый генератор (лазер).Особенности лазерного излучения — монохроматичность; острая направленность пучка; когкрентность.Свойства лазерного излучения: высокая плотность энергии: 1010-1012 Дж/см2, высокая плотность мощности: 1020-1022 Вт/см2.

По виду излучение лазерное излучение подразд-ся:

— прямое излучение; рассеяное; зеркально-отраженное; диффузное.

Биологические действия лазерного излучения зависит от длины волны и интенсивности излучения, поэтому весь диапазон длин волн делится на области:

— ультрафиолетовая 0.2-0.4 мкм

— видимая 0.4-0.75 мкм

— инфракрасная:

a) ближняя 0.75-1

b) дальняя свыше 1.0

Вредные воздействия лазерного излучения. 
1)термические воздевия

2)энергетические воздействия (+ мощность)

3)фотохимические воздействия

4)механическое воздействие(колебания типа ультразвуковых в облученном организме)

5)электростри (деформация молекул в поле лазерного излучения)

6)образование в пределах клетках микроволнового электромагнитного поля

Влияние лазерного излучения на живые организмы, в том числе и организм человека, а также на окружающую среду, может быть как положительным, так и отрицательным.

 
Давайте сначала поговорим о положительном влиянии лазерного излучения.
На сегодняшний день во многих странах мира проходит активное внедрение лазерного излучения в практической медицине и в различных биологических исследованиях. Уникальные свойства лазерного луча позволяют использовать его в самых разнообразных областях: хирургии, терапии и медицинской диагностике. Опытным путем была доказана эффективность лазерного излучения ультрафиолетового, инфракрасного и видимого спектров для применения на небольшой пораженный участок и для воздействия на организм в целом.
 
Влияние лазерного излучения низкой интенсивности приводит к значительному уменьшению острых воспалительных процессов, стимулирует восстановительные процессы в организме, нормализует микроциркуляцию тканей, повышает общий иммунитет и устойчивость организма к различным заболеваниям.
На сегодняшний день доказано, что для низкоинтенсивного излучения характерно явно выраженное терапевтическое воздействие.
 
Лазеротерапией называется способ лечения, который основывается на использовании световой энергии лазерного излучения в медицинских целях.
Положительное влияние лазерного излучения на суставы заключается в том, что наблюдается перестройка субхондральной костной пластинки, нормализуется кровообращение в эндоосте и хрящ перестраивается в фиброзноволокнистый. 
 
При влиянии лазерного излучения на кровь наблюдается улучшение реологических показателей крови, нормализуется кислородное снабжение тканей, меньше проявляется ишемия в тканях организма, нормализуется уровень холестерина, триглицеридов, сахара, приостанавливается высвобождение различных медиаторов воспаления, повышается общий иммунитет организма.
 
Что касается отрицательного влияния лазерного излучения на организм человека, то тут страдают, прежде всего, глаза. Даже лазеры очень маленькой мощности, составляющей всего лишь несколько милливатт, могут причинить вред зрению. Для длин волн от 400 до 700 нм, которые являются видимыми, имеют высокую степень пропускания и могут фокусироваться хрусталиком, попадание лазерного излучения в глаз, даже на пару секунд, вызвать частичную, а в некоторых случаях и полную потерю зрения. Лазеры высокой мощности могут даже повреждать внешние кожные покровы.
 
Влияние лазерного излучения особенно опасно для тканей, поглощающая способность которых максимальна. Глаз является наиболее уязвимым органом в этом плане. Причиной этого является незащищенность роговицы и хрусталика глаза, а также умение оптической системы глаза значительно увеличивать мощность лазерного излучения ближнего инфракрасного и видимого диапазонов, расположенных на глазном дне.
 
При поражении глаза лазерным излучением возникает боль, спазм век, текут слезы, отекают веки и глазное яблоко. В отдельных случаях наблюдается помутнение сетчатки и кровоизлияние. Клетки сетчатки после подобного повреждения уже не восстанавливаются.
 
Наши лучшие специалисты подробно объяснят вам, как уберечься от отрицательного влияния лазерного излучения и получить максимальную пользу от положительного влияния лазерного излучения
Лазерные излучения, их роль в процессах жизнедеятельности 
В связи с широким применением лазерных источников излучения в научных исследованиях, промышленности, медицинский связи и др. возникает необходимость сохранения здоровья людей эксплуатирующих различные лазерные установки.

Лазер источник когерентного излучения, то есть согласованого во времени и пространстве движения фотонов в виде выделенного луча.

Световая интенсивность лазерного луча в точке может быть больше, чем интенсивность Солнца.

В соответствии с использованием различных материалов в качестве активной среды лазеры подразделяют на твердотелые, газовые, полупроводниковые, жидкостные на красителях, химические.

Действие излучения лазеров представляет опасность больше всего для органов зрения и кожного покрова. Характер воздействия на зрительный аппарат и степень поражающего действия лазера зависят от плотности энергии излучения, длины волны излучения (импульсное или непрерывное).

Характер повреждения кожи зависит от цвета кожи, например пигментированная кожа значительно сильнее поглощает лазерное излучение, чем не пигментированная. Светлая кожа отражает до 40 % падающего на нее излучения. При действии лазерного излучения обнаружен ряд нежелательных изменений со стороны органов дыхания, пищеварения, сердечнососудистой и эндокринной систем.

В некоторых случаях эти общие клинические симптомы носят довольно стойкий характер, являясь результатом влияния на нервную систему.

Рассмотрим действие наиболее биологически опасных спектральных диапазонов лазерного облучения. В инфракрасной области энергия наиболее «коротких» волн (0,7—1,3 мкм) может проникать на сравнительно большую глубину в кожу и прозрачные среды глаза.

Глубина проникновения зависит от длины волны падающего излучения. Участок высокой прозрачности на длинах волн от 0,75 до 1,3 мкм имеет максимум прозрачности в районе 1,1 мкм.

На этой длине волны 20 % энергии, падающей на поверхностный слой кожи, проникает в кожу на глубину до 5 мм. При этом в сильно пигментированной коже глубина проникновения может быть еще больше.

И тем не менее кожа человека достаточно хорошо противодействует инфракрасному излучению, так как она способна рассеивать тепло благодаря кровообращению и понижать температуру ткани вследствие испарения влаги с поверхности.

Значительно труднее от инфракрасного облучения защитить глаза, в них тепло практически не рассеивается, и хрусталик, фокусирующий излучение на сетчатке, усиливает эффект биологического воздействия.

Все это заставляет при работе с лазерами особое внимание обращать на защиту глаз.

Роговая оболочка глаза прозрачна для излучения в интервале длин волн 0,75—1,3 мкм и становится практически непрозрачной только для длин волн более 2 мкм.

Степень теплового поражения роговицы зависит от поглошенной дозы облучения, причем травмируется главным образом поверхностный, тонкий слой.

Если в интервале волн 1,2—1,7 мкм величина энергии облучения превышает минимальную дозу облучения то может произойти полное разрушение защитного эпителиьного слоя.

Ясно, что подобное перерождение тканей в области, положенной непосредственно за зрачком, серьезно сказываетл на состоянии органа зрения. 

Радужная оболочка, отличающаяся высокой степенью пигментации, поглощает излучение практически всего инфракрасного диапазона. Особенно сильно подвержена она действию излучения длиной волны 0,8—1,3 мкм, поскольку излучение почти не задерживается роговицей и водянистой жидкостью передней камеры глаза.

Минимальной величиной плотности энергии облучения в интервале волн 0,8—1,1 мкм, способной вызвать поражение радужной оболочки, считают 4,2 Дж/см2. Одновременное поражение росовой и радужной оболочек всегда носит острый характер, а поэтому оно наиболее опасно.

Поглощение средами глаза энергии излучения в инфракрасной области, падающей на роговую оболочку, растет с увеличением длины волны. При длинах волн 1,4—1,9 мкм роговица и передняя камера глаза поглощают практически все падающее излучение, а при длинах волн выше 1,9 мкм роговица становится единственным поглотителем энергии излучения.

Развитие лазерной техники заставило начать проводить исследования по определению предельно допустимых уровней облучения лазера.

Воздействие лазерного излучения на кожу человека является в основном тепловым. В качестве ориентировочной безопасной дозы для кожи рекомендуется считать плотность мощности 100 мВт/см2. Механизм теплового воздействия хорошо изучен. Несколько сложнее установить предельно допустимые уровни лазерного облучения глаз. Широкое использование лазеров с выходными параметрами, значительно отличающимися от параметров природных источников света, создает опасность для органа зрения человека.

При оценке допустимых уровней лазерной энергии необходимо учитывать суммарный эффект, производимый на прозрачные среды глаза, сетчатку и сосудистую оболочку. Оценим действие лазерного излучения на сетчатую оболочку глаза.

Размер зрачка в значительной мере определяет количество энергии излучения, попадающей в глаз и, следовательно, достигающей сетчатки. Для глаза, адаптированного к темноте, диаметр зрачка колеблется от 2 до 8 мм; при дневном свете — 2—3 мм, при взгляде на Солнце зрачок сужается до 1,6 мм в диаметре.

Величина Поступающей внутрь световой энергии пропорциональна площади зрачка. Следовательно, суженный зрачок пропускает свето» поток в 15—25 раз меньше, чем зрачок расширенный. Площадь изображения источника излучения на сетчатке зависит от его v Ь лового размера, определяемого в основном расстоянием до исто ника.

Для большинства неточечных источников размер изображения на сетчатке вычисляется по законам геометрической оптики зная эффективное фокусное расстояние нормального расслабленного глаза, можно найти размер изображения источника лазерного излучения на сетчатке в том случае, если известны расстояние до источника и линейный размер источника излучения.

Прогнозируя возможность опасности лазерного облучения, необходимо учитывать:

• тип лазера и опасность, которую могут представлять его отдельные узлы;
• атмосферные условия (количество водяных паров в воздухе, степень его чистоты);
• наличие средств защиты, а также индивидуальные особенности человека, который может подвергаться облучению.

Отметим, что только излучение с длиной волны 0,4—1,4 мкм может проникать через внешние слои глаза и достигать сетчатки. 

Для защиты глаз от лазерного излучения с низкой энергией предлагаются многослойные фильтры с пропусканием световой энергии порядка 105 Вт/см2 в зоне высокого отражения и более 0,8 Вт/см2 в прозрачной зоне.

В настоящее время созданы защитные очки, представляющие собой набор фильтров с различными значениями коэффициентов поглощения.

Величина коэффициента поглощения для данного фильтра выбирается с таким расчетом, чтобы не происходило его разрушение, и уровень прошедшего через него излучения оказывался таким, чтобы последующий фильтр также не разрушался.

Однако даже при резком возрастании мощности когерентного светового излучения, при котором может произойти растрескивание первого фильтра, он продолжает эффективно поглощать световое излучение. Для вывода каждого фильтра из строя необходимо полное их разрушение.

Комбинируя наборы различных фильтров, можно создавать защитные очки для разных длин волн. Наряду с защитными очк ми (светофильтрами) обслуживающему персоналу рекомендуется применять специальные (диффузные) экраны. Для защиты рук рекомендуется использовать кожаные перчатки.

При работе с лазерами могут быть три варианта поражения лазерным излучением, которые должны приниматься во внимание при разработке мероприятий по технике безопасности:

1) прямое воздействие излучения, при этом уровни плотности энергии, вызывающие тяжелые последствия, сравнительно невелики;
2) зеркальное отражение луча, являющееся не менее опасным для органа зрения;
3) диффузно рассеянное отражение лазерного луча от стен, поверхностей приборов и т. д.

Значения плотностей энергии лазерного излучения зависят от отражающих свойств материалов объектов, которые могут находиться на пути лазерного луча.

В повседневной работе с лазерами, особенно в закрытых помещениях, наибольшее значение приобретает отраженное лазерное излучение.

Плотность энергии в этом случае может быть выше порога поражения сетчатки глаза и превышать безопасные уровни на несколько порядков. При этом надо Иметь в виду, что зеркально отраженный луч может многократно Сражаться от разных объектов.

Опасность воздействия излучения лазеров на глаза людей мобыть уменьшена путем экранирования устройств квантовой электроники, рациональным расположением рабочих мест, мерами личной безопасности. 

Для защиты обслуживающего персонала от лазерного излучения проводят мероприятия по технике безопасности, которые подразделяются на организационнотехнические и индивидуальные. 

Лазерное лечение (терапия) 
Лазерное лечение.

Лазерное лечение – сравнительно новое направление в медицине. Возникло оно около 30 лет назад в недрах отечественной промышленности и, надо сказать, почти случайно.

В цехе по производству  лазерной аппаратуры при проверке состояния здоровья рабочих выяснилось, что оно у них не только не ухудшилось, как ожидалось, а наоборот, улучшилось, и что у многих из них даже прошли хронические болезни.

С того момента и  началось целенаправленное изучение влияния лазера на живой организм.

Ч/>то же такое лазер? Лазер – это генератор света с особыми свойствами. У него свет когерентный, то есть правильный, одного цвета, с постоянной длинной волны. И только этим он и отличается от обычного света в квартире.

Лазер несет свободную энергию, которую можно направить в организм, и совершить в его тканях определенную работу, которая улучшает микроциркуляцию, расширяет сосуды, разжижает кровь, делает наши клетки более жизнеспособнымиЛазерное лечение не привносит в организм ничего чужеродного, как, например, лекарства.

Основоположник отечественной  лазерной медицины, А. Р. Евстигнеев считает, что организм сам представляет  собой  лазерный генератор. Лазерное лечение активирует  молекулярные связи, делает молекулы более реактоспособными, усиливает обмен веществ, насыщает любые химические реакции достаточной для их осуществления энергией.

Наш организм – сложная саморегулирующаяся система, и при болезни нужно не столько вмешаться в работу того или иного звена, сколько помочь организму решить эту проблему самостоятельно. Это и делает лазерное лечение.

Попадая в ткань, когерентный свет вызывает усиление образования активных форм кислорода (за счет чего проявляется его антимикробное и противовирусное действие), ускоряет значительно процесс восстановления.

Лазер – первое средство для лечения всех видов хронической патологии – язв, длительно не заживающих ран, гайморитов, гастритов. Лазерная терапия чрезвычайно  благотворно действует на кровьна гемоглобин,  и на активность лимфоцитов.

 Надо сказать, что впервые лазер применили для лечения кардиологических больных со стенокардией, аритмией, острым инфарктом миокарда; и здесь он остается приоритетным.

Но, пожалуй, лучше всего поддаются лазерному лечению поражения желудка: язвенная болезнь, гастриты, гастродуодениты. Раньше использовали непосредственное облучение через эндоскоп, но теперь таких сложностей не нужно.

Чрезкожное воздействие на язву (в комплексной терапии) позволяет «заживить» ее быстрее, чем за две недели и, что важно, иногда даже без рубца.

Лазерное лечение – не простая процедура. Здесь нужен и правильный режим, и правильный расчет энергии. Это сильнодействующее средство значительно более эффективное и безвредное, чем медикаменты.

Лазеры бывают разные – красные, зеленые, инфракрасные, ультрафиолетовые – и у каждого есть свое специфическое действие. Как использоваться возможности лазерного лечения – может определить только врач.

И еще одно важное замечание.

При применении более старых, чем у нас, моделей лазеров во время лечения, на 3–5 процедуре может возникнуть так называемый «синдром обострения»,  связанный с  резким улучшением микроциркуляции и активацией защитных сил организма.

При использовании наших  лазеров такого обострения не возникает. При лазерном лечении надо обязательно принимать витамины «Аевит» по 2 капсулы 2-3 раза в день или ¼ от обычной таблетки аспирина 1 раз в сутки.

ВАЖНО! Для людей, страдающих аллергией, лазерное лечение – первое средство! На это лечение нет аллергии!

Лазер — естественный метод лечения, физиологичный, он не чужд нашему организму. Он лишен всех отрицательных качеств, которыми обладают лекарственные препараты. Лазерное лечение не токсично, не аллергенно, всегда стерильно, рекомендуется как для взрослых, так и для детей.

Разрешено к применению Министерством здравоохранения Российской Федерации.

5. Защита от лазерного излучения

По степени опасности лазерного излучения для обслуживающего персонала лазеры

подразделяются на четыре класса:

Класс 1.(безопасные)-выходное излучение не опасно для глаз

Класс 2.(малоопасные)-опасно для глаз прямое или зеркально отраженное излучение

Класс 3. (среднеопасные) — опасно для глаз прямое, зеркальное, а также

диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности

и (или) кожи прямое или зеркально отраженное излучение;

Класс 4. (высокоопасные) — опасно для кожи диффузно отраженное излучение на

расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

Классификация определяет специфику воздействия излучения на орган зрения и

кожу. В качестве ведущих критериев при оценке степени опасности генерируемого

лазерного излучения приняты величина мощности (энергии), на волны,

длительность импульса и экспозиции облучения

Лазеры широко применяются в различных областях промышленности, науки,

техники, связи, сельском хозяйстве медицине, биологии и др. Расширение сферы

их использования увеличивает контингент лиц, подвергающихся воздействию

лазерного излучения, и выдвигает необходимое профилактики опасного и вредного

действия этого фактор среды обитания.

Работа с лазерами в зависимости от конструкций мощности, условий эксплуатации

разнообразных лазерных систем и другого оборудования может сопровождаться

действием на персонал неблагоприятных производственна факторов, которые

разделяют на основные и сопутствующие. К основным факторам, возникающим

при рабе лазеров, относятся прямое, зеркально и диффузно отраженное и

рассеянное излучения, степень выраженности определяется особенностями

технологического процесса, сопутствующим относится комплекс физических и

химических факторов, возникающих при работе лазеров, которые имеют

гигиеническое значение и могут усиливать неблагоприятное действие излучения

на организм, а в случаев имеют самостоятельное значение. Поэтому при оценке

условий труда персонала учитывают весь комплекс факторов производственной

среды.

Лазеры широко применяют в технике, медицине. Принцип действия лазеров основан

на использовании вынужденного электромагнитного излучения, возникающего в

результате возбуждения квантовой системы. Лазерное излучение является

электромагнитным излучением, генерируемым в диапазоне длин волн 0,2—1000 мкм,

который может быть разбит в соответствии с биологическим действием на ряд

областей спектра:

0,2—0,4 мкм—ультрафиолетовая область; 0,4—0,7—видимая; 0,75—1,4 мкм — ближняя

инфракрасная; свыше 1,4 мкм—дальняя инфракрасная область. Основными

энергетическими параметрами лазерного излучения I являются: энергия

излучения, энергия импульса, мощность излучения, плотность энергии (мощности)

излучеu001fния, длина волны.

При эксплуатации лазерных установок обслуживаu001fющий персонал может

подвергаться воздействию ряда опасных и вредных производственных факторов.

Основu001fную опасность представляют прямое, рассеянное и отраженное излучение.

Наиболее чувствительным органом к лазерному излуu001fчению являются глаза —

повреждения сетчатки глаз могут быть при сравнительно небольших

интенсивностях.

Лазерная безопасность — это совокупность техничеu001fских, санитарно-

гигиенических и организационных мероu001fприятий, обеспечивающих безопасные

условия труда персонала при использовании лазеров. Способы защиты от

лазерного излучения подразделяют на коллективные и индивидуальные.

Коллективные средства защиты включают: применеu001fние телевизионных систем

наблюдений за ходом процесu001fса, защитные экраны (кожухи); системы блокировки и

сигнализации; ограждение лазерноопаснои зоны. Для контроля лазерного излучения

и определения границ лазерно-опаснои зоны применяют калориметрические,

фотоэлектрические и другие приборы.

В качестве средств индивидуальной защиты испольu001fзуют специальные

противолазерные очки, щитки, маски, технологические халаты и перчатки. Для

уменьшения опасности поражения за счет уменьшения диаметра зрачu001fка оператора в

помещениях должна быть хорошая освеu001fщенность рабочих мест: коэффициент

естественной освеu001fщенности должен быть не менее 1 ,.5 %, а общее искусu001fственное

освещение должно создавать освещенность не менее 150 лк.

Источник: https://topuch.ru/referat-lazernoe-izluchenie-2-bezopasnoste-jiznedeyatelenosti/index.html

Лазерная трубка CO2 40W и другие компоненты лазерного станка для самостоятельной сборки

Лазерное излучение 2

  • AliExpress
  • Лазеры
  • Оборудование с ЧПУ

Обзор-распаковка лазерной трубки 40W, а также аксессуаров для сборки или ремонта лазерного станка (гравера/резака).

Это скорее не полноценный обзор, а пост из серии «смотрите, что я купил», так как из-за специфики оборудования провести полное тестирование вот так сразу проблематично, мой станок еще в достройке. В обзоре будет краткая информация по лазерным станкам, СО2 трубкам, дополнительному оборудованию и запчастям для сборки станка, схемы подключения и так далее. Внимание: много фотографий.

Привет всем читателям Mysku! Хочу познакомить вас со специфическим оборудованием, предназначенным для сборки (или ремонта) лазерного режущего/гравирующего станка. Все наверняка слышали про лазерную резку и услуги раскроя лазером. Как правило, эти услуги оказываются на промышленных станках с мощным лазером.

СО2 лазер – это один из самых дешевых вариантов, имеет низкую удельную стоимость ватта излучения. Распространенные СО2 трубки имеют мощность от 40W до 100W. Внутри смесь газов на основе СО2 и контур жидкостного охлаждения. Питается лазер от высоковольтного источника напряжения примерно 20…40кВ, в зависимости от мощности.

Также от мощности лазера зависят размеры трубки: чем мощнее, тем длиннее трубка, ну еще и диаметр увеличивается. Сам станок представляет собой станину с механикой по XY, привод по Z в бюджетных моделях отсутствует (там регулировка осуществляется исключительно фокусировкой лазерного пучка на нужную высоту).

Работа осуществляется под управлением специальными контроллерами из программы на компьютере. Основа любого подобного станка – это СО2 трубка. Есть и другие виды лазеров (твердотельные, волоконные), сейчас я их рассматривать не буду, так как СО2 все-таки до сих пор является наиболее дешевым источником лазерного излучения с большой мощностью.

Дисклеймер: лазерное излучение является потенциально опасным. Следует принимать меры предосторожности при работе и обслуживании лазера, а также использовать защитные средства (очки). Будьте внимательны при контакте с высоковольтной частью оборудования. Обязательно подключайте заземление к высоковольтной части и к корпусу станка. Лазер 40W режет фанеру, а что он может сотворить с тканями человеческого тела лучше не проверять

Фото из одного из отзывов Про этот тип лазеров Вики говорит следующее:

Углекислотный ла́зер, лазер на углекислом газе (CO2-лазер) — один из первых типов газовых лазеров (изобретен в 1964 году). Один из самых мощных лазеров с непрерывным излучением… Их КПД может достигать 20 %.
… Активной средой углекислотных лазеров является газообразная смесь CO2, азота (N2), гелия (He). Иногда в смесь также добавляется водород (H2) или ксенон (Xe). Фотографии среднестатистического китайского лазерного станка Для затравки покажу видео, на котором видна работа лазерного резака по прозрачному акрилу Собственно говоря именно это видео и сподвигло меня собрать лазерный станок

Самостоятельная сборка лазерного станка не сложная, как правило не занимает долго времени и не требует специальных знаний (шутка)

Лазерный режущий станок представляет собой рабочую область с механизмом перемещения зеркал и линз, рядом установленную трубку и высоковольтный блок питания (ВВ). Все это закрывается кожухом/корпусом. Иногда делают окошки для наблюдения, но это чревато – стекло не должно пропускать излучение СО2 лазера, около 10мкм. В отличие от твердотельных лазеров, здесь не перемещается лазерный модуль непосредственно. Трубка громоздкая, хрупкая и требует водяного охлаждения. Вместо этого используют кинематическую схему с перемещающимися зеркалами. Лазерное излучение выходит из трубки, попадает на зеркало, установленное под 45° и поворачивающее луч на 90° в рабочую зону. Следующее зеркало закреплено на профиле оси Х, перемещается вместе с этой осью. Оно также поворачивает луч на 90°. На самой оси установлена каретка с специальной головкой (laser barrel, laser focusing head), в которой помимо еще одного зеркала, поворачивающего луч из горизонтальной плоскости вертикально вниз, установлена фокусирующая линза, собирающая лазерный пучок в точку. Таким образом происходит перемещение лазерного излучения в плоскости XY. Дополнительно на головку подводят сжатый воздух, с целью создания избыточного давления около линзы и отвода продуктов горения непосредственно от точки реза. Как правило, кинематическая схема собрана на рельсовых направляющих (рельсы HWIN/MGN) либо ролики+профиль. Приводится в движение ремнями. Это дает большую скорость перемещение при легкой головке. Для подключения трубки потребуется источник ВВ напряжения, система жидкостного охлаждения (насос, датчик протока жидкости, рабочая жидкость и трубки/фитинги). Плата управления совместимы с Mach3 либо сделаны под другой платный софт, бывают варианты под Arduino.

Несколько слов про электрическую часть и трубку.

Собственно говоря, информации по сборке или ремонту достаточно много. Можно модернизировать старый китайский станок установкой более мощной трубки и другой электроники, а можно собрать с нуля, большой сложности не представляется. Для начала нужно выбрать компоненты для сборки и параметры будущего станка (размеры, фокусное расстояние/высота головки)
Вот примерный перечень деталей, необходимый для сборки лазерного станка:

  1. Профиль или рама для станка. Я использую конструкционный профиль типа 40х40 или 60х60
  2. Рельсы MGN/SBR, недорогой и небольшой вариант можно сделать на валах 12-12 мм (лучше ограничить размеры обрабатываемой поверхности в этом случае).
  3. Ремни HTD, то есть широкие 15 мм, черного цвета.
  4. Трубка СО2. При покупке уточняйте дату заправки, так как со временем газ разлагается. Трубка стеклянная, так что упаковка и доставка должна быть качественная. Не ищите с бесплатной доставкой, лучше курьерской почтой.
  5. Держатель трубки
  6. Источник ВВ напряжения (блок питания). В моем случае 40Вт
  7. Датчик протока воды
  8. Насос
  9. ВВ провод, разъемы
  10. Плата-контроллер для компьютера (есть варианты под Mach3, Linux CNC/EMC2 Control, есть под другой софт, есть с LPT, USB, LAN подключением, есть на основе Arduino).
  11. Двигатели и драйверы. Также можно взять на ваш вкус.
  12. Держатели зеркал и Laser barrel head – фокусировочная трубка и крепежи зеркал.
  13. Комплект зеркал (линз): три отражающих и одно фокусирующее. Обычно используют из селенида цинка ZnSe, или просто линзы покрытые чем либо отражающим (Si/Cu).
  14. Мелочевка – метизы, крепежи, приводные звездочки и прочее.
  15. Корпус. Можно изготовить самостоятельно из ДСП и прочих радостей.

Основные задействованные контакты: USB/LAN/LPT порт для компьютера и получения управляющих сигналов. Далее подключаются 2 шаговых двигателя. Основные сигналы: Step, Dir на драйвер, с драйвера 4 провода на обмотки A+/A-, B+/B-. Бользих вопросов такое подключение не вызывает. Для больших станков есть смысл поставить Nema23 и драйверы типа TB6550/TB6600 (обзор сделаю чуть позже), для небольших размеров ( примерно до 30х40, формат листа А3) можно Nema 17 и простые драйверы типа A4988/DRV8825 Схема подключения блока ВВ питания Управление мощностью осуществляется с помощью PWM сигнала с платы (20-50 кГц) или потенциометра. WP — сигнал с датчика протока воды (или насоса, если стоит чиллер). Если ничего нет, можно поставить перемычку. Этот сигнал нужен, чтобы лазер не перегрелся и не работал бы без охлаждения. G — это общий сигнал (земля/ноль/минус) H или L — это сигналы включения лазера. Используется либо один вариант, либо другой. Это зависит от конкретной платы управления. H — высокий уровень, L — низкий уровень включения. Далее, на выходе два провода: высоковольтный (+) и низковольтный (-). Обязательно требуется заземление блока ВВ питания и корпуса станка. Управляющая программа типа Mach3/LinuxCNC/LaserCut или другие, подает команды перемещения по плоскости, команды включения/выключения излучения, а также регулировки мощности (актуально для гравировки). Дополнительно включен насос для охлаждения, воздушный компрессор, вытяжка. Теперь покажу, что успел приобрести. Все посылки доставлялись SPSR

Трубка СО2

Параметры: Мощность: 40 Вт Длина: 700 мм Диаметр: 50 мм Охлаждение: жидкостное. Упаковка внутри посылки Упаковка качественная, в несколько слоев картона и пупырчатой пленки Присутствует несколько наклеек типа «Осторожно хрупкое» Вскрываем коробку, а там… еще упаковка Достаем вторую коробку Внешний вид второй коробки Внутри находится сама трубка СО2 Длина лампы 70 см, диаметр 50мм Дата заправки газом 19 мая 2017. Китайское ОТК расписалось в приемке Внутри хорошо видно встроенный контур охлаждения Наклейка «Лазер, осторожно» Первый фланец

Торец заглушен, внутри отражение Второй торец — видно зеркало с углом Брюстера Если поймать отражение, то сложится впечатление, что зеркало светится Минусовой контакт для подключения источника находится именно с этой стороны Трубку требуется установить на специальные крепления Пример расположения трубки в задней части станка. Хорошо видно линзу под углом в 45 градусов. Еще фото. Специальный крепеж можно заменить на хомуты из магазина сантехники.

Для питания трубки нужен ВВ источник

Достаточно увесистый. Пришел в отдельной упаковке, даже отделной посылкой, несмотря на то, что ордер был один. Весь проложен надутым материалом Достаем картонную упаковку Внутри большой металлический источник, похожий на компьютерные блоки питания. Но сходство только внешнее Размеры сравнимы с компьютерным источником питания. Корпус оклеен защитной пленкой
Вид со стороны подключения.
Присутствует переключатель 110/220В Вскрываем, внутри плата преобразователя, суть которой сходна с преобразователем строчной развертки ЭЛТ телевизора. Установлены 2 шт TL494CN, остальное мелочевка. Реализована схема повышения на умножителе и повышающем трансформаторе.
Внешний вид платы ВВ трансформатор (строчник)

ВВ провод для подключения. Характеристики: 22AWG, выдерживает 40kVDC, то есть до 40кВ напряжения постоянного тока. Присутствует двойная изоляция. Наружний диаметр 4,5мм.

маркировка зачищен

ВВ разъем. Пришел вместе и другими запчастями, в простом пакете.

Комплект разъема представляет собой две половинки, два штырька, уплотнения. Соединение под винт. Вот примерно как собирается вместе Начинаем собирать разъем
При заказе обратите внимание, бывает кабельный, бывает блочный
Удобно для контроля тока подключить в разрыв минусовой цепи амперметр
Зеркала и линзы. Бывают отражающие, бывают фокусирующие Нужно 3 отражающих и одно фокусирующее, лучше брать с запасом. Линзы пришли в огромной коробке, проложенные мягким материалом внутри убираем надутую пленку и достаем коробки
Внутри коробки одна или несколько зеркал в обертке
Упакованы в коробку
Зеркала и линзы небольшие Также хорошо отражают свет Виды линз и зеркал Устанавливается в специальную фокусирующую трубку При выборе нужно определиться с фокусом зеркал Фокус у линзы фиксированный, бывает 1.5”, 2”, 2.5, 3” в зависимости от станка и толщины материала. Самый распространенный вариант это 2”.

Комплект держателей

Пример установки зеркал на оси
Фокусирующая трубка К сожалению из-за специфики оборудования, я не могу пока предложить полный тест-драйв лазерной трубки. Вот хорошее видео с Ютуб. Еще один тест: работы лазера по бальсе (моделисты меня поймут) Работа по фанере

Дополнительная информация — еще видео

ПО lasercut и работа по акрилу
Еще хорошее видео

Немного информации:

Магазин с запчастями для лазерного оборудования Tenen laser store
Как я покупал лазер — отзыв на гииктаймс
Отзыв владельца лазера
Пример самодельного лазера и общая информация
Как создать свой лазер 55Вт

Ссылки на основные компоненты:

Трубка СО2
источник высокого напряжения для трубки
Зеркала
Фокусировочная линза
ВВ кабель
ВВ разъемы
Насос
датчик протока воды
Комплект держателей
Можно вообще найти готовые комплекты для сборки станка. Как говорится, просто добавь воды профиль.

Пока все, чуть попозже сделаю более подробный обзор комплекта держателей и линз, дальше буду держать в курсе процесса сборки станка. Спасибо!

Планирую купить +110 Добавить в избранное Обзор понравился +160 +264

Источник: https://mysku.ru/blog/aliexpress/52746.html

Углекислотный СО2 лазер: принцип действия и применение

Лазерное излучение 2

Изобретение лазера – самое значимое изобретение XX века. Лазерные технологии настолько прочно вошли в нашу жизнь, что трудно представить современную косметологию без процедур на основе лазера. В современной косметологии существует большое количество лазерных установок. Сегодня мы узнаем, что собой представляет углекислотный СО2 лазер.

Что такое CO2 лазер (углекислотный лазер) и принцип его действия

CO2 лазеры – это лазеры, которые работают на газовых смесях. Усиление света в таких лазерах происходит за счет вибрирующих переходов в молекулах углекислого газа CO2.

Лазеры данного типа используют комбинацию нескольких газов: углекислого (CO2), гелия (He), азота (N2),  водорода (H2) и ксенона (Xe). CO2 лазеры генерируют волны длиной 10.

6 микрометров, которые способны порождать излучение высокого качества и большой мощности.

Попадая на кожу излучение углекислотного лазера, поглощается меланоцитами (клетки, вырабатывающие пигмент меланин) и водой, оказывая тепловое воздействие на ткани.

Действие лазера зависит от плотности и интенсивности светового излучения (пучка света), длительности воздействия, его характера и импульса.

Как действует лазер? Например, при удалении новообразования на коже используется излучение СО2 лазера мощностью 50 кВт и плотностью на 1 см2.

Корреляция плотности и мощности излучения способствует быстрому нагреву  воды, которая содержится в тканях и клетках, а затем и нагреву безводных компонентов тканей.

В результате происходит мгновенная взрывообразная вапоризация жидкости с разрушением клеток и тканей. Другими словами, световое излучение СО2 лазера поглощается водой, которая содержится в больших количествах в клетках и тканях человека.

Виды углекислотных лазеров

Существует два основных вида СО2 лазера:

Аппараты на основе непрерывных лазеров базируются на лазерном излучении, которое постоянно по времени. Именно такие лазеры используют в хирургии для иссечения новообразований на коже.

Но данный вид лазеров имеет один существенный недостаток. Во время его воздействия происходит значительный нагрев близлежащих тканей.

По этой причине невозможно точно спрогнозировать  глубину лазерного проникновения в ткани.

Аппараты на основе импульсного излучения осуществляют воздействие короткими вспышками, во время которых каждый квант излучения передает тканям определенную энергию. Впоследствии этого клетки и ткани на обработанном участке погибают и испаряются.

Важным является тот факт, что во время воздействия данных аппаратов, близлежащие ткани не нагреваются, передача тепла не осуществляется, и они остаются неповрежденными. Можно сказать, что данный вид лазера обладает избирательным действием, что способствует быстрому восстановлению и заживлению обработанной кожи.

Современные лазерные аппараты и установки работают как в непрерывном, так и в импульсном режиме.

Что можно улучшить с помощью углекислотных лазеров

Углекислотные лазеры работают в разнообразных режимах, что позволяет их применять в разных целях:

  1. Осуществить лазерную дермабразию. Ее суть заключается в снятии верхнего слоя эпидермиса в целях омоложения и улучшения кожных характеристик.
  2. Улучшение структуры рубцовой ткани. Лазер позволяет улучшить внешний вид рубцовой ткани после угревой болезни, рубцов постакне, травматических рубцов.
  3. Испарение кожных новообразований и дефектов кожи: невусов, бородавок, папиллом, пигментных пятен, застойных пятен после прыщей, татуировок, кист.
  4. Устранение мелких морщин, появившихся в результате дегидратации кожи, и улучшение внешнего вида глубоких морщин.

Проведение процедуры углекислотным лазером СО2

Процедуру проводят в несколько этапов:

  1. Первый этап – это очищение кожи. Кожу очищают от декоративной косметики специальными антисептическими препаратами.
  2. Второй этап- проведение анестезии за 30 минут до начала основной процедуры. В качестве обезболивающих препаратов используют местные анестетики в виде крема, геля или спрея. В случае необходимости устранения серьезных дефектов кожи проводят общую анестезию.
  3. Третий этап – непосредственная обработка необходимых участков кожи. Данный этап является сутью процедуры, и длиться 20-30 минут.
  4. Четвертый этап – завершающий. После обработки углекислотным лазером на кожу наносят успокаивающий и увлажняющий крем, который способен восстановить и увлажнить нормальный уровень влажности кожи.

Примерно за 10 дней до проведения процедуры необходимо начать прием противовирусных препаратов для предотвращения рецидивов герпеса.

В первые дни после процедуры необходимо наносить на кожу заживляющие препараты и антибактериальные мази, которые пропишет врач.

Каким эффектом обладает углекислотный лазер в косметологии

Углекислотный лазер чаще всего используют для шлифовки кожи. Для осуществления этой процедуры лазерный аппарат настраивают таким образом, чтобы частота и мощность лазерного луча удаляла за один импульс поверхностный участок кожи толщиной не более 24-30 микрометров.

В этом случае частота колебаний импульса не более 5 герц, что предотвращает глубокий нагрев тканей и их бесконтрольное повреждение.

Омоложение кожи под воздействие излучения СО2 лазера обуславливается несколькими факторами:

  • уменьшением глубины морщин в связи с поверхностным испарением тканей;
  • коагуляцией тканей и сосудов  также за счет выпаривания жидкости из клеток;
  • изменением структуры молекул белков (денатурация);
  • иссушением тканей из-за обезвоживания;
  • разрушением коллагеновых волокон также из-за обезвоживания;
  • реакцией тканей на травматическое и температурное повреждение, которое провоцирует асептическое воспаление;
  • асептическим воспалением, провоцирующим активизацию фибробластов, которые синтезируют коллаген и эластин с образованием фибрилл параллельного расположения.

Показания к проведению процедуры СО2 лазера

Процедура показана в следующих случаях:

  • неровность кожи;
  • шрамы и рубцы постакне;
  • морщины и дряблость кожи;
  • келоидные рубцы;
  • травматические рубцы;
  • пигментные пятна;
  • кератозы;
  • новообразования на коже (бородавки, папилломы, невусы);
  • растяжки.

Противопоказания к проведению процедуры

Процедура противопоказана при следующих состояниях:

  • беременность и лактация;
  • дерматологические заболевания;
  • инфекционные заболевания;
  • острые и хронические заболевания в стадии обострения;
  • аутоиммунные и онкологические заболевания;
  • сахарный диабет;
  • нарушение свертываемости крови;
  • склонность к формированию келоидных рубцов.

Побочные эффекты и осложнения

После процедуры на основе углекислотного лазера случаются побочные эффекты в виде легкого  покраснения и незначительного шелушения кожи, которые обычно проходят через два дня. Такие эффекты дает одноразовая процедура на основе углекислотного лазера.

Если процедур больше, то кожа значительно краснеет (гиперемия держится в течение месяца), появляются кровавые корки, которые нельзя ни в коем случае насильно устранять. Под этими корками формируется здоровая молодая кожа.

Большое количество процедур также может спровоцировать появление длительно кровоточащих язв, покрытых корками. Заживление язв происходит в течение 2-3 месяцев. При глубоком проникновении лазера, на коже пациента могут образоваться депигментированные участки, в которых содержатся поврежденные меланоциты.

Если лазер проникает еще глубже, то на данных участках образуется рубцы и шрамы. Участки здоровой ткани переплетаются с рубцовой тканью, что придает коже нездоровый и неэстетичный вид.

Источник: https://IaKosmetolog.ru/hardware/uglekislotnyj-so2-lazer.html

Refy-free
Добавить комментарий