dal punto di vista dei processi di emissione di assorbimento che il punto in cui volevamo arrivare poi potete vedere quindi gli elettroni come posizionati all'interno degli atomi in determinati livelli sia fisici spaziali che energetici e potete interpretare la transizione elettronica che sia quando un atomo assorbe un fotone come un salto da un certo livello energetico a un altro livello energetico analogamente potete immaginare l'emissione quindi quello che si sperimenta che si misura quanto si misurano gli spettri di assorbimento e di emissione scusate come un salto una transizione un po stata un livello più alto di energia più alta un livello più basso potremmo dire che nell'assortimento l'elettrone vadano stato energia più bassa uno più alta con molta probabilità in condizioni standard che lo stato iniziale sia quello fondamentale mentre nelle missioni spontanea abbiamo che l'elettrone ritorna in quello che era lo stato più comodo dal punto energetico dal punto di vista energetico per lui con l'emissione di un fotone che corrisponde proprio al delta è tra i due livelli attraversati c'è un terzo meccanismo che non avviene così frequentemente come i primi due di natura che si chiama emissione stimolata e che alla base del funzionamento del laser ora quando un'auto ma assorbe passando l'elettrone e lato lo stesso uno stato eccitato uno stato energetico e citato chiaramente l'elettrone si trova a un livello in cui non è particolarmente stabile quindi tende a decadere diciamo spontaneamente in quello che era il livello da lui preferito che di solito in quello fondamentale l'emissione spontanea quindi avviene con tempi molto brevi perché la natura tende all'equilibrio come vi dicevo è possibile però che se l'elettrone staziona per qualche motivo che vedremo adesso ho un po di più comunque con il tempo caratteristico lungo in uno stato eccitato il passaggio anche casuale di un fotone lì nei pressi dell'atomo che abbia energia corrispondente esattamente all'assalto elettronico che ne veltroni ha fatto all'interno dell'ato è possibile che questo fotone stimoli la caduta quindi il ritorno dell'elettrone allo stato più basso che potrebbe essere quello fondamentale e quindi l'effetto finale di avere il fotone che stava incidendo che magari passava lì per caso oppure perché lo avevate inviato voi e il fotone emesso in maniera stimolata dall atomo stesso questo meccanismo è quello che avviene nel laser una missione di tipo stimolato da chi da un sotto un esterno che ha energia esattamente identica al salto che si vuole far fare a ritroso dell'elettrone la meccanica quantistica permette di calcolare la probabilità che una transizione possa avvenire tutte le transizioni che sono ammesse sono dette transizioni possibili ognuna una certa probabilità ovviamente non tutte hanno la stessa probabilità ci sono degli stati che sono ammessi quindi sono possibili a livello di transizione da essere raggiunti però sono come dire più probabili di altri e in quanto tali sono detti metà stabili perché perché in quello stato lo l'atomo può permanere per un tempo più lungo rispetto ad altri quindi immaginate come se ci fossero dei livelli tutti ammessi in cui l'elettrone può saltare da molti di questi gli elettroni decadono in maniera molto veloce quindi hanno una transizione ritornando nello stato fondamentale in un tempo molto breve da altri hanno una transizione non tempo un po più lungo e questi sono gli stati metal stabili lo stato metastabile è molto importante come concetto per capire il laser il funzionamento del laser il concetto di st cometa stabile può essere compreso dall'analogia con il sistema meccanico che ha rappresentato in questa immagine ovvero per le palline quindi semplici biglie che sono contenute in una struttura fatta come nel disegno quindi ci sono diverse cunette e diverse valli ad altezze diverse a diversi livelli ora la pallina 1 la pallina 3 e la pallina 5 sembrano essere nella stessa condizione di equilibrio perché si trovano nelle valli mentre la pallina 2 e la pallina quattro si trovano su due creste e quindi mostrano delle analogie ci sono però delle differenze gli equilibri associati alla pallina 2 alla pallina quattro sono sicuramente avete equilibri instabili che cosa voglio dire vuol dire che perturbando quindi fornendo anche poca energia al sistema 24 questi due questi due stati queste due palline decadranno quindi si sposteranno in altri stati quindi in una delle valli intorno la pallina 1 e la pallina tre era sembrano più stabili del 2 e 4 e lo sono in realtà però sono su delle buche come vedete non troppo accentuate il che vuol dire che a fornendo un opportuna energia non troppo grande e si sposteranno dalla loro posizione andando in qualche altra posizione la pallina 5 invece è in uno stato particolarmente st ammirato dal punto di vista dell'equilibrio perché fornendogli un energia ad esempio spingendola verso destra non ce la farà a salire tutta questa pendenza spostandola verso sinistra anche farà una certa fatica a superare questa più netta possiamo vederla così le palline 24 si trovano certamente due condizioni di equilibrio instabile e rappresentano un po le transizioni proibite degli elettroni all'interno degli atomi cioè quando fornite dell'energia a un atomo per farlo posizionare in una di queste condizioni ovvero per farlo saltare in una di quelle orbite dover non può andare le orbite dette proibita lui tornerà indietro comunque andrà via da quella condizione tornerà in uno stato in cui l'equilibrio maggiore l'equilibrio 5 è sicuramente molto stabile l'equilibrio una tetra sono le condizioni di equilibrio metastabile quindi una condizione intermedia tra le condizioni instabili quindi tra le orbite proibite e tra la condizione migliore di equilibrio la 5 che potete vedere come la condizione dello stato fondamentale quindi l'emissione stimolata e alla base del funzionamento dell'auser il fotone che viene come dire che incide su un certo atomo e che ha un'energia che corrisponde proprio una transizione che l'atomo può fare stimola eventualmente l'emissione se l'atomo si trova a un livello di aver g ha citato quindi potete immaginare che ci sia un atomo in cui l'elettrone è un livello citato che ci sia un fotone incidente con energia esattamente uguale alla differenza che c'è tra questi due livelli per l'elettrone dove questo potete immaginare essere lo stato fondamentale il passaggio del fotone cosa fa vincita l'elettrone a decadere in un tempo più breve rispetto a quello in cui decadrebbe spontaneamente ora parliamo della popolazione degli stati che vuol dire popolazione degli stati la popolazione degli stati consiste nel numero di atomi certa quantità di materiale che si trovano a un certo livello energetico come abbiamo detto in natura se non ci sono condizioni affinché questo avvenga gli elettroni non stanno negli stati eccitati ma stanno nello stato fondamentale in questo schemino potete vederla così immaginate che questa sia l'energia dello stato fondamentale di un certo atom e che quindi gli elettroni si trovino tutti lì non proprio tutti in verità qualcuno è possibile che si trovi in uno stato eccitato quindi a un livello e due la probabilità è molto bassa però quando non ci sono condizioni particolari e possibile però invertire la popolazione far sì che in una certa quantità di materiale la maggior parte degli atomi quindi degli elettroni non si trovino nello stop è fondamentale ma si trovino a un livello è citato in questo caso di si dice che la popolazione dello stato citato è più alta l'inversione di popolazione è importante per il meccanismo di emissione stimolata perché perché ovviamente se passa un fotone in questo in questa condizione al limite farà de calais decadere in maniera stimolata soltanto questi due elettroni quindi c'è una certa probabilità di decadimento stimolato se però la popolazione è invertita e molti atomi si trovano al livello è citato il passaggio di opportuni fotoni può far decadere molti a toni dal livello citato a livello fondamentale allo stato fondamentale l'applicazione di questo concetto è proprio il principio del laser che vuol dire light amplification for stimulated emission of radiation quando un materiale viene portato da questa situazione quindi con la popolazione maggiore dello stato fondamentale a un altro stato eccitato quindi quando materiale che era attivato si dice si può avere la condizione di avere un emissione di luce laser quindi il principio fondamentale che si attivi un materiale come si fa ad attivare un materiale cioè come è possibile invertire la popolazione in un certo materiale affinchè si possa produrre l'emissione stimolata di fotoni una cosa che non abbiamo detto fondamentale che è scritta qui è che nel momento in cui l'emissione viene stimolata i due fotoni che vengono immessi quindi sia quello più che vengono messi due fotoni l'uscita dal sistema quindi sia quello incidente che è quello che decade sono assolutamente identici non solo dal punto di vista dell'energia che si portano appresso quindi non è solo la quantità hf che è uguale ma sono due fotoni identici anche per polarizzazione fase e direzione in pratica questi due fotoni sono detti coerenti la coerenza è una caratteristica fondamentale della luce laser lo schema laser più comune funziona usando tre livelli energetici di una certa sostanza quindi immaginate che è uno sia il livello energetico fondamentale di questo atomo di questo materiale che è stato utilizzando che poi ci sia un livello alto che chiamiamo il 3 è un altro livello e citato che due indizi ai due che tre sono entrambi i livelli citati questo è il funzionamento diciamo basic e ci sono anche dei funzionamenti più complessi ma è sufficiente parlare di questo per comprendere le basi del laser come si fa a portare un materiale a invertire la popolazione in un materiale dal livello fondamentale a un livello eccitato di base quello che si fa e fornire energia dall'esterno attraverso degli opportuni sistemi di pompaggio si dice quindi fornendo energia che faccia saltare gli elettroni dal livello fondamentale a questo livello e 3 il livello nei tre però si chiama livello ausiliario perché è uno di quelli rally che decadono molto in fretta che decadono presto in un tempo dell'ordine di dieci alla meno 8 secondi che succede che questo livello però decade con molta probabilità non in quello fondamentale direttamente ma in un altro livello eccitato e 2 che è un livello metastabile quindi uno stato metastabile questo vuol dire che l'elettrone una volta che è stato stimolato quindi pompato in entrerà decade non direttamente in e1 ma di catene 2 n 2 ha una certa probabilità di rimanere un certo tot di tempo a questo punto poiché si ha avuta l'inversione di popolazione ovvero tramite la fornitura esterna di energia gli atomi sono passati non tutti ovviamente ma molti sono costati dal livello e uno a livello e due e successivamente a livello e 3 e successivamente al livello 2 livello e 2 rimane popolato per un certo tot di tempo questo fa si che uno stesso fotone che può essere messo spontaneamente perché la probabilità di transizione da a2a è uno fa sì che gli elettroni permangano qui le due ma non vuol dire questo che nessuno decadrà in un tempo più breve né uno quindi basta solo che uno di essi torni prima degli altri del livello e uno è quel fotone che si emetterà che verrà emesso in questa transizione stimolerà tutti gli altri elettroniche sono pin e due a decadere a cascata nel livello e uno quindi tramite un pompaggio esterno sia all'inversione di popolazione prima n 3 ma poi quasi subito in e2 e3 due si potrà avere le missioni stimolata di fotoni che hanno l'energia compresa tra i due ed è uno la frequenza laser e quindi la differenza di energia tra questo livello metastabile e ii e iii livello fondamentale e uno la luce che viene prodotta dal laser norme arte luce visibile tant'è che nel nome stesso la l vuol dire light per luce visibile e possibile anche che questi livelli abbiamo delle differenze energetiche per cui la radiazione prodotta cader nel microonde e in cui il caso il meccanismo che ha detto non più laser ma maser per essere un vero sistema di amplificazione e non un mero generatore di radiazione il laser deve includere un dispositivo che si chiama cavità ottica o risonatore ottico in pratica il mezzo ottico viene inserito tra due specchi riflettenti al livello più semplice possibile poiché ci sono anche altri tipi di cavità ottiche con altre configurazioni geometriche dovete immaginare che è un fotone emesso stimolata mente all'interno del mezzo attivo viaggi attraverso la cavità e vada a scontrarsi con uno di questi due specchi piani riflettenti posti uno di fronte all'altro ai bordi del materiale sullo specchio verrà creata un'altra honda quindi un altro fotone riflesso che viaggerà nella carità andando nuovamente a scontrare con lo specchio opposto in questo modo si amplificano la reazione perché si producono degli altri fotoni delle altre all all'interno della cavità questo è però un mezzo materiale vincolato in cui stanno viaggiando delle onde e in pratica sono validi i principi che abbiamo già studiato per le onde stazionarie qui dentro cosa succede tutte le ombre che si vengono a creare vanno innanzitutto interferire tra di loro e quindi affinché il laser amplifichi la radiazione c'è necessità che questa interferenza sia di tipo costruttivo quindi deve valere la condizione che interferenza costruttiva che già conosciamo la distanza tra questi due bordi in cui il mezzo è vincolato quindi questa lunghezza e la cavità ottica deve essere uguale a un numero intero di sei lunghezze d'onda inoltre uno dei due specchi e semi riflettente perché da qualche parte a un certo punto dovrà pure uscire questa radiazione laser essermi riflettente in modo tale da far uscire l'uno per cento della radiazione prodotte all'interno è anche vero che non basta che vengano prodotti alcuni fotoni all'interno c'è una certa quantità di fotoni dettati soglia oltre il quale oltre la quale la produzione di onde può essere considerata luce laser ovvero quando dallo specchio semi riflettente o semi trasparente se volete essa un certo numero di fotoni sopra un certo valore di soglia possiamo considerare il laser come attivo è anche necessario che ci sia un guadagno dei fotoni e uscita ovvero che i fotoni forniti per attivare il materiale siano molti meno rispetto ai fotoni emergenti da questo specchio poiché se voi fornite un certo numero di fotoni d'ingresso tramite il pompaggio e in uscita avete lo stesso numero di fotoni non c'è un guadagno netto quindi non c'è una vera amplificazione di cotoni l'estate fornendo un tot estate ricavando lo stesso numero quindi è necessario che la luce che esca da questo specchio che in generale l'uno per cento di quella che all'interno sia molto maggiore dal punto di vista del numero di fotoni quindi per l'intensità se volete rispetto a quella fornita attraverso il pompaggio le cavità ottica quindi funzionano attraverso il meccanismo delle onde stazionarie si creano all'interno i modi normali che abbiamo già visto per le onde stazionarie che in questo caso in realtà si chiamano modi quasi poiché in questo sistema che qui è visualizzato in maniera ideale ci sono delle perdite energetiche per cui quelle frequenze non vengono mantenute tutte uguale ad esempio è uno strumentino che si chiama carità fabbri però quindi una particolare in particolare elemento aggiunto a questa cavità in questa configurazione che si chiama però riesce attraverso un altro materiale a valle prima dell'uscita dei fotoni dallo specchio semi riflettente riesce a riportare in fase quelle onde che hanno perso diciamo la fase rispetto a quella che avrebbero dovuto mantenere rispetto all'onda iniziale i modi longitudinali quindi quelli che viaggiano parallelamente all'asse della cavità ottica sono quelli che poi escono effettivamente che danno origine al fascio laser in verità ci sono anche dei modi trasversali perché il meccanismo non è perfetto e perché non è chiuso da pareti laterali che creano degli ulteriori dispersioni queste questi modi longitudinali che vanno ad interferire in realtà abbiamo detto che devono mantenere un interferenza costruttiva rispettando questa condizione però se il mezzo attivo a maggior ragione nei soliti quindi non a quelli di rifrazione vicino all'area ma un indice di rifrazione è diverso dall area allora questa condizione deve tenere in conto che il cammino ottico non è più l ma è per il che vuol dire che la frequenza laser in uscita dipende anche dall indice di rifrazione del mezzo attivo stesso un'altra cosa importante sempre per riportare questo strumento alla realtà di non solo il caso ideale per tenere chiamo sempre tutto e l'approssimazione di idealità se vogliamo è che qui all'interno della cavità si genera non soltanto con di una certa frequenza o di frequenze diciamo molto vicine tra loro ma si creano anche degli altri modi fondamentalmente si creano delle altre frequenze e se si vuole ottenere un fascio altamente monocromatica in uscita è necessario inserire in questo dispositivo degli altri strumenti ottici chiese elezioni non sono una frequenza desiderata e quindi darà l'opportunità di avere effettivamente con fascia in uscita il più monocromatico possibile qui ci sono diverse configurazioni di cavità ottica è giusto per dare un'idea che gli specchi non devono necessariamente essere piani possono essere anche curvi con focali ognuna di questa configurazione ovviamente porta i suoi vantaggi ai suoi svantaggi per quanto riguarda i meccanismi di pompaggio solo un breve elenco per capire come viene fornita l'energia dall'esterno al fine di pompare il laser quindi attivare il mezzo all'interno dello strumento i pompaggi possono essere di quattro tipi ottico elettrico chimico e attraverso un'espansione di un gas quindi termodinamico potremmo chiamarlo il pompaggio ottico consiste in un flash attraverso una lampada che può essere allo xeno ritorno oppure mercurio quindi nella fornitura di energia luminosa tramite una lampada a flash questo metodo essendo di grandi dimensioni poiché la lampada occupa di certo volume è caduto in disuso il mezzo o meglio il meccanismo di pompaggio più comune che viene usato soprattutto nei laser a gas e quello di tipo elettrico ovvero nell'ampolla diciamo nella nell'alloggiamento in cui viene posizionato il gas viene fatta passare una scarica elettrica che è quella che è fornisce l'energia necessaria al mezzo per attivarsi gli elettroni liberi fondamentalmente riescono a realizzare il gas tramite urti e citandolo quindi e popolando gli stati metà stabili gli altri due non li commentiamo poiché in quelli che vengono usati nei laser che vengono usati per le tecniche oftalmiche quindi no tecnologia di meccanismi di contagio sono ottico oppure elettrico prevalentemente quello elettrico quattro sono le proprietà fondamentali del fascio laser unidirezionalità monocromaticità alta coerenza spaziale ed alta densità di energia del fascio unidirezionalità vuol dire che è il fascio laser a una divergenza molto molto piccola in pratica la luce è collegata la luce esce dallo strumento praticamente in un'unica direzione questa caratteristica viene dalla geometria della cavità infatti le diverse cavità possono fornire divergenze diverse per i tipi di laser in cui vengono impiegati un fascio laser che quindi apparsa divergenza a grande distanza di large pochissimo se si parte ad esempio da una sezione di luce uscente dallo strumento di un centimetro di diametro a mezzo chilometro di distanza si ritroverà un fascio di soli 3 cm quindi che si è sparpagliato su diametro di soli 3 cm la monocromaticità vuol dire che la luce in uscita ha praticamente una frequenza molto molto un intervallo di frequenze molto molto piccole pratiche come dire che tutte le donne hanno la stessa frequenza questo perché una volta scelto il mezzo attivo si conosce il delta e dei livelli energetici impiegati e quindi si conosce la frequenza laser emessa che come abbiamo detto è uguale a quello del tè freddo h la monocromaticità porta con sé anche la coerenza temporale del fascio poiché il meccanismo di emissione stimolata funziona in modo tale che i fotoni vengano emessi esattamente con la stessa coerenza di tipo temporale i laser possono essere anche accordabili che vuol dire che si può variare la frequenza emessa entro un certo range la cavità ottica e il motivo di questa possibile variazione della frequenza all'interno dei laser proprio perché all'interno della cavità ottica possono risuonare frequenze diverse come abbiamo detto in precedenza questo è interessante in alcuni utilizzi che si fanno del laser con altri dispositivi quali le fibre ottiche insieme alla coerenza aspetta temporale che abbiamo appena citato c'è anche la coerenza spaziale l'accoglienza spaziale vuol dire che di fotoni rimangono in fase anche dopo un lungo percorso e anche questo è dovuta alle proprietà di questa caratteristica è dovuta alle proprietà della cavità ottica questa caratteristica è molto importante perché grazie ad essa sono stati inventati alcuni strumenti fondamentali della ricerca scientifica come gli interferometri la densità di energia o meglio al irradianza se vogliamo con l'emittenza del fascio laser possono arrivare a livelli molto molto alti livelli che possono scaldare tessuti organici o addirittura distruggerli così come altri materiali anche molto più rigidi siamo tenaci dei tessuti amici questa intensità possono raggiungere tranquillamente l'ordine di grandezza di 10 al 15 watt al centimetro quadro ragion per cui nella correzione dei difetti visivi il laser è molto usato sia per far evaporare tessuti che per ca utilizzarli che per altri scopi come vedremo a breve nella panoramica sulle applicazioni oftalmiche una piccolissima carrellata sui tipi di laser e su alcune loro caratteristiche e soprattutto dal punto di vista delle lunghezze d'onda i laser si dividono in laser a stato solido po cristallo solito a gas a liquidi e essere conduttore quelli più impiegati sono i latera gas attualmente ma i laser a cristallo a stato solido hanno una certa rilevanza storica poiché il primo laser importato dal 1960 e proprio di questo tipo ed è quello a rubinho tra i laser a gas parliamo brevemente del laser e leone on e poi citiamo quelle eccimeri che sono quelli più impiegati in ottica oftalmica il laser elio neon è appunto una sera gas che impiega i due persona bili elio è né un all'interno di un tubo vuoto che sono riempiti con questi gas il rapporto 51 entro una cavità ottica in verità lelio non è il mezzo attivo il mezzo attivo e il neon legno è una sorta di coadiuvante del neon poiché il pompaggio avviene tra lo stato fondamentale dell'elio è un suo stato eccitato che si chiama e quattro da cui loro non possono decadere direttamente quindi tornando indietro nello stato fondamentale quello che succede e che il neon a uno stato eccitato che ha un'energia molto simile allo stato e 4 dell'elio e che in questa descrizione si chiama e 3 attraverso gli urti quindi le collisioni atomiche tra elio e l'energia viene trasferita al neon dall'elio e quindi gli elettroni del neon si eccitano a questo stato e 3 che uno stato metastabile è uno stato metastabile che può decadere rapidamente allo stato in maniera stimolata a uno stato e due sempre citato quindi il neuro con decade in questo laser allo stato fondamentale è un decadimento a un altro stato eccitato che però corrisponde una lunghezza d'onda visibile di 633 nanometri dopo avere messo questa lunghezza d'onda possono decadere allo stato fondamentale gli elettroni terneo intendo sempre un altro lato della gas ma chiamo emissione nel blu nell'ultravioletto e il gas il laser a elio selenio calmi occhi ovviamente avendo degli atomi diversi a delle frequenze laser diverse appunto nel blu e nell'altra violetto anche la tera d'argon è sempre un laser gas che ha frequenze tipiche invece più vicina al blu verde quindi tra 488 e 515 nanometri sia in questo caso ad argon che in questi elio selenio ma come anche in questi leone al pompaggio come dicevo è a scarica elettrica con il renate rancan si usa il pompaggio a scarica elettrica un altro gas impiegato in cassa eccimeri il concetto 10 mero è quello di una molecola composta da due specie chimiche che è in realtà da una che da una o due specie chimiche che non esiste in natura se pensate alla molecola di xeno o di elio composta da due atomi di xenon due atomi di elio scoprirete che questa molecola in natura non esiste quel che si sa lo xeno che lelio sono due gas nobili ovvero anno la configurazione elettronica completa e quindi esistono nella forma molato mita quindi si dice che sono dei casi non atomici se voi cercate nell'atmosfera in giro dell'elio dell'ocse non li troverete in forma singola come singolo atomo quindi queste molecole delle molecole che vengono costituite diciamo costruita artificialmente esistono quindi sono nello stato il citato una volta formatesi però a decadere nello stato fondamentale liberando energia diventando degli ato gli indipendenti e liberando un'energia chiaramente che dipenda da il loro livello energetico che avevano dello stato eccitato altri tipi di eccimeri sono indicati in questa tabella e come vedrete a seconda della molecola delle cime non siamo le missioni diversa anche in lunghezze d'onda non visibili i laser a cristalli ma stato solido indicano che il mezzo attivo è appunto un mezzo solido di solito è in forma cristallina è costituita da bossi vi parlo più orsi di di alluminio oppure da floruri questi solidi per funzionare per essere attivati vengono trovati uno viaggio simile a quello che può avvenire nei semiconduttori del city intro viaggio consiste nella sostituzione di alcuni ioni propri del cristallo con altri atom altri rioni spuri che li normalmente non starebbero che in questo caso sono rare oppure metalli di transizione come il cromo chiaramente l'introduzione di queste entità scure quindi questi atomi spuri modifica i livelli energetici all'interno della struttura cristallina e permette delle transizioni che normalmente non si avrebbero quindi queste cose in pratica serve a tarare come abbiamo detto anche dagli altri tipi di gas di laser a gas a tarare il livello energetici e quindi a ottenere delle opportune frequenze in uscita del laser questi laser sono abbastanza economici quindi sono meno costosi di altre per realizzare però hanno alcuni svantaggi come una conducibilità termica minore dei vetri che porta a proprietà terna meccaniche out ermotti che peggiori rispetto ad altri e come vi dicevo il laser a tubino è il primo laser creato e quindi un altro laser a stato solido in cui c'è sempre la sostituzione all'interno del cristallo di rubinho di uno ione spurio sempre promo in alcuni punti del reticolo la cosa che ha senso dire che questi tipi di laser così come quelli precedenti con quei laser a cristallo vengono pompati eccitati da le lampade a scarica quindi hanno un pompaggio di tipo ottico mentre quelli a gas abbiamo detto con un pompaggio di tipo elettrico l'ultimo laser che citiamo che viene usato in tecnologia e che se quello stesso principio del drogaggio è quello con litro e alluminio yank laser questo laser è particolarmente usato ad alte potenze che raggiungono anche a 700 watt e quindi che ha effetti diciamo abbastanza distruttivi di tipo foto meccanico quindi lo potete trovare come uso in trattamenti di cataratta o.com quindi gli interventi chirurgici che presuppongono il laser è anche questo e un laser a stato solido e quindi come si vede da questo disegno presuppone un compagno con un flash chiunque li con lampada ottica a scarica dopo aver indagato abbastanza a fondo le proprietà fisiche e tecniche del laser vediamo il suo impiego in oftalmologia dato che la medicina è una delle prime brani che che ha sfruttato le potenzialità terapeutiche della luce l'evoluzione tecnologica del laser ha fatto sì che queste macchine oggi possono essere disponibili come strumenti maneggevoli affidabili e precisi particolarmente costosi ma impiegati in maniera sempre maggiore nelle tecniche chirurgiche a che hanno a che vedere con l'occhio l'effetto dell'interazione del laser con i tessuti biologici cambia a seconda di alcuni fattori di cui sicuramente il più importante lì radianza anche gli altri sono importanti ma li radianza vi ricordo essere la potenza per unità di superficie quindi misurate imbatta al centimetro quadro il che indica quanti fotoni investono una certa porzione di un certo tessuto la retina per esempio ovviamente per capire nel tempo quanti fotoni investono nei certo tessuto è molto importante anche la durata dell'impulso che determina l'accumulazione di energia su una certa superficie la lunghezza d'onda certamente è il tipo di tessuto colpito soprattutto in relazione alla lunghezza d'onda visto che abbiamo ripetuto l'assorbimento in funzione della struttura interna dei diversi atomi per quanto riguarda irradianza è opportuno fare un piccolo paragone con le radianza solare tanto per avere idea di quanto un laser possa fornire una grande valore di radianza rispetto a un valore comune e che associamo uno stimolo fisico quando non lo so ci esponiamo ai raggi solari durante un giorno particolarmente perso quindi la radiazione solare a terra e di circa un kilowatt metro quadro dal punto di vista delle radianza quindi 1000 watt al metro quadro questo non è propriamente vero a meno che non siamo all'equatore in una giornata di agosto con il sole allo zenit però in generale come ordine di grandezza 10 alla 3 fatta al metro quadro dovete associarla alla sensazione di calore che provate quando vi esponete per abbronzarvi al sole in estate tradotto i 1000 watt per poterlo confrontare con il laser abbiamo una ragazza solare di un milliwatt al millimetro quadro contando che la repubblica che circa tre millimetri quadrati se vogliamo calcolare la potenza raccolta eventualmente osservando il sole cosa che vi consiglio vivamente di non fare quando a questo valore di irradianza e di tre milliwatt totali quindi ponendo per caso per assurdo meglio che poi osservate il sole quando irradianza incidente sul post rock e un millimetro mm quadro all'interno della pupilla passano 3 1000 watt in totale poiché questa immagine del sole viene convogliata attraverso il potere le proattivo dell'occhio l'immagine che si forma sulla retina è di circa 0,1 millimetri come diametro che corrisponde a un area di 0 0 3 millimetri quadrati quindi andando a calcolare effettivamente irradianza che raggiunge quella porzione di retina illuminata trovereste un certo 1008ha mm quadro un tipico laser e leon è un ad esempio da un solo milliwatt che abbia un raggio di uscita quindi un fascio di un millimetro a m può formare solo retina un'immagine che ha un raggio di 0,01 metri quindi un ordine di grandezza inferiore rispetto all'immagine del sole per cui l'aria colpita e di due ordini di grandezza inferiori 3 per dieci alla meno 4 millimetri quadrati perché come sapete l'area scala come il quadrato del rancio l'intensità della luce laser sulla retina quindi li radianza che giunge sulla retina più che l'intensità perché sempre di irradianza si parla è di 3.100 1000 watt e al millimetro quadro in pratica e 31 volte l'intensità del sole potete capire anche solo diciamo intuire la possibilità di interazione che questo tipo di irradianza può avere con un tessuto organico già supponendo che voi sapete che questi ragazzi li potrebbe danneggiare vistosamente retina se osservate direttamente il sole quindi in base a quello che abbiamo appena detto capiamo che il laser può provocare successo di più logici diversi effetti anche devastanti in qualche modo se non lo si sa gestire ma ovviamente chi maneggia questi strumenti di gestire questi effetti possono essere divisi in fotochimico quindi possono essere separati in effetto fotochimico foto terre quel foto meccanico perfetto fotochimico è un effetto che sia dall interazione del laser con il tessuto organico non tanto per l'aumento della temperatura che normalmente sia all'interazione della luce laser con i tessuti biologici ma per variazioni della chimica dei tessuti stessi quindi in questo tipo di effetti l'effetto che la temperatura e di generale trascurabile chiaramente ci può essere in maniera concomitante ma quando si parla di effetto fotochimico vuol dire che laser va ad agire su alcune qual è quindi soliti minaccio alcune strutture particolare per modificarle per far avvenire delle reazioni chimiche quindi capito quanto è importante la frequenza in questo senso queste interazioni sono mediate da alcune medicinali che vengono somministrati con la verte por fina che è un fotosensibilizzante fondamentalmente e interazioni fotochimiche sono usate come terapia di base delle degenerazioni maculari legate all'età o nei trattamenti di cross linking per il cheratocono in questo caso perché si vuole evitare l'effetto della temperatura quando ci vuole sfruttare un effetto fotochimico di base si cerca di operare con irradianza e molto basse quindi al di sotto di un vacca centimetro quadro è piuttosto con tempi di esposizione più lunghi anche di decine di secoli o minuti l'emissione nell'ultravioletto dello spettro possono modificare gli acidi nucleici ed eventualmente far morire le cellule mentre l'emissione nel visibile in generale attivano attivano processi fotochimici oppure determinano degli effetti fototermici quindi fanno trasformare questa energia per laser fornita dal laser il calore che può maturare le proteine disattivare enzimi e di conseguenza anche a far morire il tessuto per necrosi coagulativa in questo caso è come dire c'è un misto dei due effetti foto chimico e fototermico è sì parlato il fotocoagulazione la fotocoagulazione a livello della retina sia per imporsi con durata dai 10 ai 200 millisecondi e di solito viene usato il laser iac neodimio quindi un laser a stato solido che ha una frequenza intorno al verde quindi 532 metri torna un po più spostato verso il blu l'energia di questo laser viene assorbito dalla melanina nell'episodio retinico e dall'emoglobina il calore generato causa la coagulazione dei fotorecettori ea volte anche della parte interna della retina le interazioni foto terni che come dicevo avvengono a causa dell'aumento della temperatura dei tessuti e le modifiche che possono apportare i tessuti sono ovviamente di diversi tipi tra cui alterazioni metaboliche necrosi e vaporizzazione quindi i liquidi che atto polizzano vanno allo stato di vapore in questo conta il coefficiente di assorbimento dei vari tessuti ed è di fondamentale importanza anche una lunghezza d'onda sarà utilizzata ma ragazzi quello è sempre di fondamentale importanza la lunghezza d'onda non è mai casuale in questi utilizzi e il danno provocato dipende dalle variazioni subita dal tipo di tessuto in funzione della temperatura dal tempo dell'impulso e dall'area colpita qui in questi grafici vengono mostrati dimostrata diciamo le curve di diametro bar di hunter quindi di diametro di tessuto colpito in micron in funzione della durata dell'impulso per laser a diversa potenza quindi per fare un esempio giusto per discuterle per saperli interpretare per avere un'idea di massima ad esempio con un impulso di 50 millisecondi un laser da 50 milliwatt produce una zona diciamo impatta su una zona brucia letteralmente però diciamo che incide va a operare su una zona che ha un diametro di poco più di 100 micron però la stessa durata del corso con un laser che è di 250.000 come vedete interagisce con una zona di 400 micron quindi questi grafici si discutono in questa in questo modo sono delle famiglie al variare della potenza qui sotto c'è un altro punto di vista che è invece in funzione della potenza del laser cosa succede al variare quindi per laser a impulsi diversi quindi supponiamo di avere un laser a 150 mila watt di potenza l'area quindi il diametro più che l'anziana tropez la zona colpita è di 100 micron se operiamo l'impulso di dieci mille secondi ed è di più di 300 quindi direi quasi 350 micron con un impulso che 10conte tanto quindi questo per avere una dipendenza di come variano le zone con cui interagire a seconda e della potenza e per l'impulso coni del tempo in cui utilizza per laser e laser hanno capacità di realizzare a scaldare i tessuti è chiaramente quando non si vogliono gli effetti fototermici quindi quando si preferiscono effetti fotochimici per qualche motivo si tende a cercare di evitare gli effetti termici quindi la maggior parte ricerca sui laser e mirata al controllo degli effetti collaterali sia di quelli indesiderati ad esempio termici che sui tessuti circostanti che comunque anche se non direttamente vengono colpiti in generale per la creazione ad esempio di lecce neretini che la potenza di soglia richiesta aumenta il timore del al diminuire della durata dell'impulso perché perché se operate impulsi bassi per ottenere lo stesso effetto dovete a per una potenza più alta per diciamo raggiungere la quantità di energia richiesta quindi basso impulso alta potenza per creare la gente retiniche però lesioni per visibili che possono essere utili per una condizione non si possono usare polsi minore di 2 millisecondi senza rompere la retina perché accusare un impulso di 2 millisecondi vuol dire tarare la potenza una potenza più alta che evidentemente genera una rottura della retina quindi impulsi più brevi di 2 millisecondi che non venivano mai impiegati in oftalmologia aperti dalle lesioni visibili queste lesioni vengono diciamo operate poiché si vede da questi studi che sono mostrati anche nei grafici che quando la retina subisce danni con degli impulsi brevi mostra una notevole capacità di rigenerazione rimodellazione qui soprattutto nel grafico sopra dove indicato il tempo sotto non lo vedo sinceramente ma sopra c'è si vede che a distanza di un'ora dalla creazione della lesione che questa parte centrale sia questa dimensione qui c'è una scala il micro dopo quattro mesi come vedete la piacevole praticamente ripristinata non si nota più quindi la fotocoagulazione con il laser ad argon che è un laser che lavora nell'ambito delle frequenze blu verdi quindi 488 514 nanometri è utilizzata nella delimitazione di zone di retina periferiche degenerate o caratterizzate dalla presenza di fori rottura al fine di prevenirne eventuali distacchi quello che si fa quindi andare a coagulare la retina in più punti creando una sorta di barriera che delimita tradizione e che quindi previene il distacco sempre attraverso questo tipo di latera d'argon ma anche con la krypton è possibile una tecnica impiegata in altre patologie vascolari laddove per sofferenza delle arterie tributarie si determinano lesioni dei tessuti anche irreversibili quindi altre patologie come la retinopatia diabetica patologie maculare o retinoblastoma gli effetti foto meccanici cos consistono in una vera e propria rimozione meccanica del tessuto possiamo pensare alla fotoablazione che permette l'evaporazione di alcuni strati di tessuto tramite il calore oppure la foto distruzione quindi l'esplosione in zone molto molto piccole di alcune zone di tessuto infatti queste interazioni sono il nucleo fondante di alcune chirurgia refrattiva corneali soprattutto tra cui ricordiamo prevalentemente la lasik utile a correggere ametropie oppure eseguire interventi di cataratta si utilizzano impulsi della durata di nanosecondi questi casi quindi molto brevi ce ne sono anche di più brevi però nanosecondi anche abbastanza breve come in polso possibile con laser con laser ad eccimeri come questo laser argo floro che permettono un'ablazione molto precisa quindi ti zone di tessuto molto molto piccole senza andare ad intaccare troppo tutti i tessuti intorno è in questi effetti aumentando la temperatura del tessuto della corna in particolare sopra la soglia di vaporizzazione quindi tra i 100 ei 300 50 gradi si creano come delle bolle di vapore che è collassano che si espandono causando la vaporizzazione distruttiva fondamentalmente che emette frammenti di tessuto della superficie esposta la lasik poi con sistema lo saprete già in una vera e propria fresatura piantatura della parte centrale della cornea in modo tale da rimuovere spessore per compensare le diottrie in eccesso questo trattamento può essere traumatico grazie proprio al raggio del laser che è molto molto piccolo come vi dicevo e quindi distruzione di tessuto davvero molto molto esigua favorendo il processo di cicatrizzazione è possibile usare dei laser con i ragazzi estremamente alte quindi oltre i 10 alla dieci fatta centimetro quadro che cela un dice anche ottenendo dei fasci stretti ea impulsi temporali brevissimi nell'ordine dei 100 secondi i laser a femtosecondi vengono usati per ionizzare il materiale trasparente questo processo di ionizzazione si chiama rottura di elettrica e produce localmente dove viene usato il laser in pratica un piccolo una piccola zona in cui si crede il plasma il plasma è un caos di elettroni liberi in pratica il laser a femtosecondi è in grado di realizzare la materia e quindi creare una sorta di gas fatto esclusivamente da elettroni che possono interagire chiaramente con i tessuti i laser a femtosecondi sono prevalentemente gli al neodimio e vengono usati nella frammentazione del cristallino opacizzato alcuni laser a femtosecondi però con energie più basse vengono usati per interventi di chirurgia refrattiva intra stromale e anche per interventi di iridato mia ovvero si crea un piccolo foro nell'iride per ripristinare la pressione sanguigna nel caso di pazienti affetti da glaucoma si può anche usare per altri scopi come la popolazione del corpo ciliare e l'ablazione del trap ego nato questa slide senza andare troppo nel dettaglio dei grafici solo per dire gli effetti diversi che un impulso temporale diverso con lo stesso laser può portare soprattutto nell'ambito dei tessuti circostanti a quello che si vuole trattare abbiamo infatti parlato in questo caso di laser nano 100 secondi vi ricordo che il nancy bordeaux e dieci alla meno nove secondi mentre il vento secondo è di almeno 15 15 sono sei ordine di grandezza in mezzo il laser a femtosecondi e laser più veloce esistente dal punto di vista della durata dell impulso la quantità di materiale che era il rimosso durante una relazione quindi per l'autorizzazione o ionizzazione esplosiva nella creazione del plasma che dicevo poc'anzi dipende dalla quantità di energia assorbita dal materiale la quantità di energia chiaramente dipende dal tempo in cui viene investito da un certo flusso energetico il materiale in generale quelli a nanosecondi quindi e improvviso più lungo hanno più zone circostanti affette da shockwave cosa sono le sciocchezze onde d'urto quindi da effetti laterali diciamo di impatto rispetto ai laser a femtosecondi tra l'altro c'è nei laser a mano secondi un effetto come dirà ancora che aggrava ancora di più la situazione perché il plasma viene creato mentre c'è ancora l'impollinazione e l'impulso stesso maurice calma quindi contribuendo a far interagire quel plasma elettronico con i tessuti mentre nel laser alberto secondi il plasma viene prodotto quando ormai l'impulso è terminato quindi quando del laser stretto e il che contribuisce non surriscaldare ulteriormente i tessuti questo ovviamente porta a una riduzione degli effetti termici che questo caso agendo per effetto fotomeccanica i laser a femtosecondi si vuole evitare ovviamente di aggiungere ulteriori effetti di tipo termico qui questa slide solo per dire che i templi scala quindi dei fenomeni dei fenomeni fisici che contribuiscono all'effetto creato dall uso del laser quindi all'interazione che si crea tra luce e materia dipendono strettamente del tempo piu in la ternana in azione più energia viene data ai singoli processi perché più fotoni si accumulano nel processo sul tessuto interessato un'altra cosa che si può fare col laser non direttamente collegata alla chirurgia e la diagnostica tecnica ovvero il laser è annunciato per fornire delle immagini retiniche molto dettagliate attraverso un paio di tecniche anche la conferma di scanning laser uno sconto quindi lo strano scopi e con laser è laccetti che l'ottica covers tomography tomografia ottica a coerenza il primo metodo fornisce immaginerà tv che precise ad alto contrasto tramite laser di diversa lunghezza d'onda senza direttore la pupilla mentre lo citi fa di più perché permette di avere una sezione della delle strutture oculari soprattutto della retina con alta risoluzione e andando diciamo ad agire con sorgenti a classica coerenza quindi il laser può essere impiegato anche per creare delle immagini delle parti più terra dell'occhio ad esempio utilizzo molto interessante e utilizzare queste immagini per prevenire il glaucoma perché si può andare a visualizzare e misurare lo spessore della fibre del nervo ottico attraverso lo citi si può stimolare a visualizzare la tua florescenza in altri casi tipo l'atrofia per i papillare quindi si possono andare ad investigare delle patologie che con altre tecniche non si potrebbero vedere o meglio di cui non si vorrebbero vedere gli effetti su alcuni tessuti ultimo concetto la nuova tecnica dell'immagine multi fotonico combina la diagnosi a livello cellulare produzione della platz del trap è volato nel range di micron per effettuare una chirurgia non invasiva nei casi di propone questo sempre grazie a paolo laser a femtosecondi con un ampio intervallo che lavorano una fiber valori lunghezze d'onda tra l'altro praticamente fuori dal visibile se vedete poiché questi sono infrarossi a tutti gli effetti spesso i laser a femtosecondi che usati non in diagnostica ma in chirurgia lavorano invece ne gli ultravioletti