Thiết bị Laser điều trị đa bước sóng

Laser là khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ cưỡng bức; chữ Laser là kết nối bởi những chữ đầu tiên của cụm từ nói trên bằng tiếng Anh (Light Amplification by Stimulated Emisson of Radiation).

Mục Lục

A, Gi i thi u chung v Laser:ớ ệ ề 2

I,Ch ng ặ đường phát tri n c a laser (laze) và nh ng ng d ng quan ể ủ ữ ứ ụ tr ng: ọ 2

1, ng d ng laze vào trong công nghi p: Ứ ụ ệ 4

3, Laze ph c v s c kho và cuôc s ng v n hoá, tinh th n cho conụ ụ ứ ẻ ố ă ầ ngườ 6i: II, Tình hình ng d ng c a Laser Vi t Nam:ứ ụ ủ ở ệ 10

1, Trong lĩnh v c y h c:ự ọ 10

2, Trong lĩnh v c công nghi p:ự ệ 20

III, C s lý thuy t v Laser:(Light Application By Stimulated Emission ơ ở ế ề Of Radiation) 22

1, Lý thuy t v s h p th và b c x c a Einstein ế ề ự ấ ụ ứ ạ ủ 22

2, S phát x t nhiên:ự ạ ự 23

3, B c x c m ng: ứ ạ ả ứ 24

4, Ho t ạ động c a Laser:ủ 26

B, Thi t b Laser i u tr a bế ị đ ề ị đ ước sóng: 30

I,Phương th c i u tr :ứ đ ề ị 31

II,C s khoa h c ng d ng Laser trong i u tr lâm sàng:ơ ở ọ ứ ụ đ ề ị 31

1, Ho t tính phân gián c a t bào:ạ ủ ế 33

2, Kích thích quá trình sinh h c:ọ 38

4, Tác động ch ng ố đột bi n c a b c x Laser:ế ủ ứ ạ 40

II,C u t o c a h th ng thi t b :ấ ạ ủ ệ ố ế ị 41

1,S ơ đồ nguyên lý l p ráp thi t b laser tr liêu a bắ ế ị ị đ ước sóng: 42

2, Thi t k m ch i n t cho laser He-Ne:ế ế ạ đ ệ ử 43

3, Thi t k m ch i n t laser bán d n:ế ế ạ đ ệ ử ẫ 47

4, Các thông s k thu t c a kh i Laser He-Ne và Diode:ố ỹ ậ ủ ố 47

5, H th ng laser He-Cd:ệ ố 48

C, K t lu n:ế ậ 53

54

Thiết bị Laser điều trị đa bước sóng:

A, Giới thiệu chung về Laser:

I,Chặng đường phát triển của laser (laze) và những ứng

dụng quan trọng:

Laser là khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ cưỡng bức; chữ Laser là kết nối

bởi những chữ đầu tiên của cụm từ nói trên bằng tiếng Anh (LightAmplification by Stimulated Emisson of Radiation) Người ta nhớ lại rằng, vàonăm 1916, sau khi được bầu vào Viên Hàn lâm Khoa học Đức, A.Einstein bằng

tư duy trừu tượng cao, đã nêu thuyết: Nếu chiếu những nguyên tử bằng một làn

sóng điện từ, sẽ có thể xẩy ra một bức xạ “được kích hoạt” và trở thành một chùm tia hoàn toàn đơn sắc, ở đó tất cả những photon (quang tử) phát ra sẽ có cùng một bước sóng Đó là một ý tưởng khoa học Nhưng chưa có ai chứng minh

nên lý thuyết đó gần như bị lãng quên trong nhiều năm

Mãi tới năm 1951giáo sư Charles Townes thuộc trường Đại học

Columbia của thành phố New York (Mỹ) mới chú ý đến sự khuếch đại của sóng

cực ngắn (vi sóng) Ông thực hiện một thí nghiệm mang tên Maser (maze) là

khuếch đại vi sóng bằng bức xạ cảm ứng, (chữ Maser cũng là chữ đầu của nghĩa

đó bằng tiếng Anh: Microwave Amplification by Stimulated Emisson ofradiation) Ông đã thành công, tuy phải chi phí khá tốn kém để nghiên cứu trongphòng thí nghiệm Cũng vào thời gian này, ở một phương trời khác, hai nhàkhoa học Xô Viết là N Batsov và A Prokhorov cũng phát minh ra máy khếchđại vi sóng và gần như cùng một dạng nguyên lý Vì thế cả ba nhà khoa học nóitrên đều được nhận giải Nobel vật lý vào năm 1964

Đạt tới việc khuếch đại các sóng cực ngắn rồi mà sao không dấn thêm vào

công này ông được cấp trên giao cho trọng trách mới Thực ra nhà khoa họcAnthus Schawlow (là em rể của Townes) đã có nhiều công suy nghĩ để biếnMaze thành laze, nhưng mới trong phạm vi lý thuyết và tháng 8/1958 ông công

bố phần lý thuyết đó trên tạp chí “Physical Review” rồi cũng dừng lại; để cho

Theodora Maiman phát triển thêm lên Theodora Maiman, là nhà khoa học của

phòng thí nghiệm Hughes tại Malibu, bang California Dựa vào lý thuyết và nềntảng thực nghiệm của Townes và Schawlow đã công bố, T Maiman dành hơnhai năm đi sâu thêm, mở rộng thêm và trở thành người đầu tiên tìm ra tia Laser

mà nguyên lý cơ bản của nó có thể tóm tắt như sau:

Laze của Maiman phát sinh ra nhờ máy phát (xem hình 1) bao gồm: hộp

cộng hưởng quang học trong đó chứa đựng: gương M1 và gương M2 đặt songsong và đối diện nhau, riêng M2 là loại gương bán mạ (ở mức bán trong suốt)

Khoảng giữa của hai gương là thanh hoạt chất H, Maiman đặt vào đó vật chất

rắn là hồng ngọc, rồi chiếu lên đó chùm ánh sáng R mạnh; nhờ đó nó tạo ra môi

trường hoạt động đặc biệt còn gọi là môi trường Laze: tại đây, một phản ứng hoá học, ion hoá trong hoạt chất được “bơm” lên một mức năng lượng kích thích E 1

sau đó nó tự phát rời xuống mức nửa bền E 2 ở dưới Khi cảm ứng từ mức nửa

bền chuyển dời về trạng thái ở mức năng lượng thấp hơn E o sẽ phát ra phần tử

ánh sáng gọi là Photon (quang tử) Những phần tử này phản xạ qua lại nhiều lần

giữa hai gương M1 và M2 Quá trình đập đi đập lại làm chúng va đập phải cácnguyên tử khác và các nguyên tử này cũng bị kích hoạt để phát ra photon khác

Theo cách thức này, ngày càng có nhiều photon kết hợp lại với nhau thành một

chùm tia gọi là tia Laze, nó ngày càng mạnh và đến một giới hạn nào đó, chùm

tia ánh sáng xuyên qua bề mặt tráng bán mạ của gương M2 ra ngoài, trở thành tia

có độ định hướng cao và có mật độ quang năng lớn

Ngày 16/5/1960 là ngày đáng nhớ, bởi ngày này, T Maiman chính thứctạo ra Laser từ thể rắn hồng ngọc Tia sáng do ông tìm ra là luồng ánh sáng rấttập trung và có độ hội tụ lớn, hoàn toàn thẳng, rõ nét, thuần khiết, mầu đỏ lộng

lẫy và bề dài bước sóng đo được là 0,694 micromet Như vậy là giả thuyết màEinstein nêu ra cách ngày ấy 54 năm đã được chứng minh

Những năm tiếp theo, các nhà khoa học khắp nơi đã nối dài thành quả

laze ra thành nhiều loại, bằng cách: đưa vào thanh hoạt chất thể khí (ví như

carbonic CO2 hoặc He , Ne , Ar ) ta có tia laze từ thể khí; đưa vào đó arseniure(từ gallium) thì có tia laze từ bán dẫn; đưa vào đó dung dịch các chất nhuộmmầu hữu cơ thì cho ta laze lỏng; sử dụng oxy-iot vạn năng ta có laze hoá học;rồi laze rắn v v Điều kỳ diệu là tuỳ theo hoạt chất mà tạo ra những mầu sắckhác nhau làm cho tia laze trở nên lung linh huyền ảo Ví như tia laze từHelium-neon cho mầu đỏ; tia laze của argon cho ta mầu xanh đậm và xanh lácây

Muốn có mầu sắc của tia laze thích hợp, nhà sản xuất phải cân chỉnh Ví nhưCông ty Điện tử Pioneer đã tăng hoặc giảm tần số phát phổ sáng của loại lazethể rắn để tìm ra chùm tia xanh mà khách hàng ưa thích, (thao tác cân chỉnh nàygiống như dò giải tần sóng âm thanh để bắt được tín hiệu rõ nhất) Kể từ đó, laze

có những bước phát triển vượt bậc Người ta nhanh chóng phát minh ra laze từexcimere, nó xuất hiện trong tia tử ngoại và làm ra laze phát đi trong tia hồngngoại mà mắt thường không thể thấy được Đây là một thứ rất lợi hại, được cácnhà quân sự tận dụng triệt để Người ta dự đoán, cùng với bán dẫn, laze sẽ làmột trong những lĩnh vực khoa học và công nghệ quan trọng vào bậc nhất củathế kỷ XXI; Những ứng dụng dưới đây của laze cho chúng ta thấy tiềm năng tolớn đó:

1, Ứng dụng laze vào trong công nghiệp:

Các nhà công nghiệp đánh giá rất cao tính chất hội tụ cùng mật độ quang

năng lớn của tia laze (độ hội tụ ấy lên tới hàng triệu Watt trên một cm2) với độ chính xác đáng nể của nó Nhưng năng lực thấu của laze phụ thuộc vào môi

dụng trong công nghiệp Với môi trường công nghiệp thì laze khí từ CO2 hoặc

từ argon là sử dụng thích hợp nhất Người ta có thể thiết kế lên những cỗ máy tựđộng sử dụng laze công suất mạnh, kết nối với máy tính để điều khiển dùngtrong các nhà máy cơ khí chính xác Những tia laze mầu xanh có thể trở thànhnhững giao tiện sắc bén, tiện được, cắt, gọt được, qua đó gia công được nhữngchi tiết máy phức tạp, hoặc những chi tiết máy siêu nhỏ Tia laze cũng có thểlàm nên những “mũi giao khắc”, có thể khắc hoặc khoét đủ hình dáng lên ốngthép của các nhà máy hoá chất, hoặc bồn chứa, ống dẫn dầu-khí, hoặc để cưa cắtmhững tấm thép hợp kim rất dầy (tới 20 mm) phục vụ công nghệ đóng tầu biển.Ngoài ra để phá những tầu đã quá niên hạn, hoặc xe quân sự đã thanh lý đưa vào

lò luyện thép, phải dùng laze hoá học công suất tới 100 kW thì mới làm nổi.Hoặc để chạm khắc lên những vật liệu khác như giấy carton, nhựa, gỗ lazecũng áp dụng để hàn đủ thứ kim loại (từ kim loại mềm đến kim loại cứng nhất

thực tế và thực dụng hơn, họ sớm thiết lập nhiều công ty cung cấp công nghệ

laze, nhờ đó chiếm đến 40% thị phần mặt hàng này trên thị trường thế giới, hàngnăm sản xuất ra tới 600 máy laze đáp ứng mọi nhu cầu của nền công nghiệp

của nước mình và theo đơn đặt hàng của nhiều nước Đặc biệt, có các máy gia

công sử dụng công nghệ laze thích hợp cho những doanh nghiệp vừa và nhỏ.

Những hãng ôtô nổi tiếng như BMW hoặc Peugeot dùng laze vào các rôbốt đểđảm trách các công đoạn: lắp ráp, hàn, sơn những thao tác của rôbốt trở nêncực kỳ chính xác, nhanh và tiện lợi

Để phục vụ cho các công trình công nghiệp như nhà máy điện, nhữngkhu vực nhậy cảm, những hệ thống viễn thông, người Pháp đã thiết lập hệ thống

thu lôi bằng laze tại Saint Privat – d’Allier Đó là vùng thường xẩy ra dông –sét về mùa hè Hệ thống này hợp thành “hàng rào” bảo vệ Những chùm tia lazeđược chiếu thẳng vào lúc khởi đầu tia chớp có tác dụng như một ống máng đểdồn sét vào nơi người định sẵn.

* Trong lĩnh vực công nghiệp nhẹ, thương mại và viễn thông, laze đượcứng dụng vào các công đoạn cắt vải đạt độ chính xác cao, rà soát mã số sảnphẩm công nghiệp, báo giá các mặt hàng cho người thu ngân lưu giữ vào máy,

để phát hiện tiền giả, để in bao bì sản phảm có độ nét cao, để đánh dấu nhữngsợi cable nhỏ nhất trong công nghiệp điện tử, hay vẽ đường nét (theo thiết kế)lên những vi mạch laze cũng được dùng rộng rãi trong ngành viễn thông vínhư người Pháp và Mỹ đã lập mạng liên lạc đường dài với nhau từ năm 1988,

bằng hệ thống liên lạc hồng ngoại laze nhờ sợi cáp quang dài chừng 150 ngàn

km vượt qua biển Đại Tây Dương Như vậy, tia laze đã được thu vào một sợicáp quang rất mảnh (nhỏ hơn sợi tóc) và được điều khiển bởi một hệ thống phứctạp Loại dây dẫn này có khả năng chứa nhiều thông tin hơn các loại dây dẫnkhác nhiều lần Chỉ khoảng 4 sợi lắp trong hệ thống xuyên đại dương có thểchuyển 40 ngàn cuộc nói chuyện cùng một lúc (Để đối chiếu, ta hãy nhớ lạirằng, hệ thống cáp xuyên Thái Bình Dương làm năm 1957 bằng dây đồng chỉchuyển được 90 cuộc điện đàm cùng một lúc) Việt Nam cũng đã tham gia vào

hệ thống cáp quang hiện đại này (trong chương trình Sea-Me-Wez gồm 32 nướctham gia) Hệ thống này, ngoài việc phục vụ điện tín, fax, điện thoại nó còn hỗtrợ đắc lực cho hệ thống Internet trên toàn cầu

3, Laze phục vụ sức khoẻ và cuôc sống văn hoá, tinh thần cho con

người:

Người ta có thể sử dụng các nguồn laze với công suất khác nhau, vì rấtthuận tiện trong việc sử dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau của cuộc sống Vínhư

Trong y học, người ta sớm dùng laze như một giao mổ, kết hợp với nộisoi nên tăng thêm sự chính xác khi điều trị bằng phẫu thuật u bướu lành tínhcũng như ác tính trong nội tạng của bệnh nhân laze kết nối với máy tính có thểphẫu thuật mắt, hoặc phẫu thuật thần kinh, tai mũi họng, hoặc khai thông nhữngmạch máu bị tắc chính xác và hiệu quả Có thể dùng tia laze để đốt những vếtsắc tố ngoài da, tẩy vết săm, hoặc tẩy mụn

Trong văn hoá, nghệ thuật, thể thao, nhờ độ phân giải cao, laze đã nhanhchóng xâm nhập vào đĩa compact và vidéo Trong trường hợp này người tadùng nhiều đến laze xanh vì so với Laser đỏ thì laze xanh có thể đọc đượcnhiều tin hơn trên cùng một không gian ghi Để chứa một cuốn phim vidéo thờilượng 2 giờ, nếu dùng laze xanh chỉ cần nén vào một đĩa CD là đủ, nhưng nếudùng laze đỏ phải cần đến 3 đĩa CD mới chứa hết Ngày nay trong các buổi trìnhdiễn nghệ thuật, thể thao, trong công viên nước, trong vũ trường không thểthiếu những ánh sáng kỳ diệu nhiều mầu sắc: xanh, đỏ, hồng, vàng, cam,tím của laze (xem hình-2) v v

3, Laser dùng trong quân sự :

Từ khi laze ra đời, một thế hệ vũ khí mới xuất hiện, chúng rất nguy hiểm

cho loài người, chỉ với những gì đã biết dưới đây đã nói lên điều đó:

* Thời chiến tranh lạnh, người Nga đã có cơ sở nghiên cứu vũ khí lazerất sớm ở Smoliachkov (gần St Petersburg), chính họ đã nêu lên nhiều ý tưởng

vũ khí laze hiện đại Nhưng từ 1990 trở lại đây, khả năng tài chính không chophép, do vậy người Nga chỉ thực hiên được một phần tham vọng của mình

Mặt khác họ rất kín đáo về lĩnh vực laze trong quốc phòng Người cócông lớn trong lĩnh vực mới này là Viện sĩ Fedo Bunkin Ông đã được nhà nướctrao giải thưởng về những ứng dụng quan trọng này

* Còn người Mỹ, người Pháp đã và đang thành lập nhà máy laze siêumạnh, để phục vụ cho công nghiệp, kỹ nghệ vũ trụ Viện Nghiên cứuLawrence Livermore National Laboratory ở California (Mỹ) đã lắp đặt một máylaze thuộc loại lớn nhất thế giới, siêu mạnh và siêu hiện đại trên diện tích rộngbằng 2 sân bóng đá, với giá 1,8 tỷ USD Nhưng giới thạo tin thì cho rằng: nó đểtạo thành nguồn điện như dòng điện xuất hiện trong quá trinh phản ứng nhiệthạch trên mặt trời để từ đó quan sát quá trình phản ứng hạt nhân của hydro phục

vụ việc chế tạo và hoàn thiện bom kinh phí có sức phá huỷ khủng khiếp Cũngphải nói thêm rằng: Máy laze dù lớn hay bé, đều có chung một nguyên lý tạothành giống nhau, chỉ khác ở kích cỡ, công suất năng lượng cho đầu vào và phảigiải quyết khâu làm lạnh cho tất cả hệ thống, để làm lạnh, thường phải nhờ vàonitơ lỏng

Còn máy laze của người Pháp được đặt ở Bordeaux, chủ yếu dưới ngầm,được đầu tư 1,5 tỷ USD Theo họ, đó là để kích thích quá trình gây nổ trong việcthử bom khinh khí Công việc trên sẽ được hoàn thành vào năm 2005

Kể từ năm 1999, hãng Boeing của Mỹ đã sản xuất và đã thử nghiệmbước đầu loại máy bay có trang bị vũ khí laze Trên đó có buồng chứa 6 máylaze hoá học và hệ thống ống tele đường kính 1,8m để hội tụ và hướng tia lazevào mục tiêu Máy laze này được coi là một thứ súng, nhưng tính năng của súngnày phụ thuộc vào khí quyển Được biết, nếu súng này ở tầm cao 11 ngàn km(tức là nơi không còn khí quyển nữa) thì tầm hiệu dụng của súng là 300 km.Nếu vượt quá tầm này thì tia laze không đủ sức làm nóng chảy kim loại, nghĩa

là không sát thương được mục tiêu

* Súng Laser dùng cho bộ binh thường hướng vào: làm thế nào vô hiệu

hoá được chiến binh của đối phương, cản trở sự triển khai vũ khí và phương tiện chiến tranh của đối phương Ví dụ, ta biết rằng, hệ tiêu hoá của chúng ta luôn có

Mỹ đã chế tạo ra “súng âm thanh trầm” có tần số tương ứng như vậy Khi súnghướng vào bụng, dạ dầy của đối phương tạo ra sự cộng hưởng với biên độ tăngdần, làm cho đối phương buồn nôn kèm theo chóng mặt, hoa mắt mà không saocưỡng lại được Người trúng loại “đạn âm thanh” đó tức khắc bị loại ra khỏicuộc chiến Cũng như vậy, người ta đã dùng sóng radio xấp xỉ với sóng của nãongười để gây rối loạn đầu óc của đối phương Những loại súng này thường gọnnhẹ (chỉ bằng cây bút chì) Có khi dùng tia laze làm mù mắt của đối phương

Người ta dùng laze để chế tạo ra súng phun nhựa (lanceglu) phun vào đốiphương, ngay tức khắc người bị dính nhựa không cựa quây được (giống nhưmạng nhện bao bọc lấy con ruồi), đến mức không thể sử dụng súng để chống trảđược nữa, chỉ chờ được cứu, hoặc chờ bị bắt Vẫn biết rằng, không thiếu gì dungmôi hoà tan nhựa, nhưng hoà tan được nhựa thì cũng hoà tan cả tế bào da, nênlại bị bỏng nặng Hoặc có khi bơm vào đối phương “những bọt dầu nhớt” nhưbọt xà phòng làm đối phương không nghe thấy gì v.v

* Ngoài ra, laze còn dùng để đo khoảng cách các mục tiêu quân sự , biếtđược thời gian đi và về của tia sáng ta dễ dàng tính ra được khoảng cách Bằngcách này, các nhà khoa học đã dùng laze để đo khoảng cách từ trái đất tới mặttrăng một cách chính xác Như trong cuộc chiến ở Irắc vừa qua, người Mỹ dùnglaze để điều khiển các tên lửa và kích cho nó nổ khi đã đến mục tiêu v.v

Qua đây ta thấy, laze dùng trong quân sự là khá nguy hiểm Nếu nhữngnghiên cứu của các nước giầu nêu trên thành công thì trở thành mối lo ngại choloài người Cũng phải nói thêm rằng, kể từ năm 1997, Bộ quốc phòng Mỹ ngangnhiên xem xét đạo luật “coi khoảng không gian gần trái đất là vùng quyền lợicủa nước Mỹ” (!) Một mặt, họ đẩy nhanh việc phóng vệ tinh lên đây và dự kiếnđến 2010 sẽ có 1.700 vệ tinh trên đó là của người Mỹ Mặt khác, họ tăng cường

vũ khí laze ở trên vùng này để bảo vệ “quyền lợi” của họ

II, Tình hình ứng dụng của Laser ở Việt Nam:

1, Trong lĩnh vực y học:

Máy laser đầu tiên ra đời nǎm 1960 và được ứng dụng trong nhãn khoanǎm 1963 Laser y học nhanh chóng phát triển trên các lĩnh vực chẩn đoán, điềutrị, phẫu thuật, đặc biệt 20 nǎm gần đây góp phần to lớn xây dựng nền y học

hiện đại, mở ra rất nhiều triển vọng trong chữa bệnh và làm đẹp con người.

Ở Việt Nam, máy laser đầu tiên được dùng trong thực nghiệm nhãn khoa làlaser Ruby nǎm 1976, nhưng thực sự được nghiên cứu ứng dụng từ các đề tàinghiên cứu khoa học liên ngành giữa Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 vớicác cơ sở khoa học trong và ngoài quân đội từ 1984, nǎm đánh dấu thời kỳ ứngdụng laser trong y học nước ta 16 nǎm qua laser y học liên tục phát triển ở hầuhết các bệnh viện quân dân y và cơ sở y tế phục vụ hàng trǎm nghìn người bệnh,dần dần hình thành chuyên ngành laser y học Việt Nam, bước đầu đạt đượcnhiều kết quả rất đáng khích lệ trên cả 2 lĩnh vực chế tạo và ứng dụng

 Hệ thống thiết bị laser y tế được ứng dụng tại Việt Nam

Đến tháng 6/2000 đã có hơn 600 thiết bị laser y tế được ứng dụng tại cácbệnh viện trung ương, tỉnh, quân đội và một số y tế tư nhân Phần lớn là máylaser được lắp ráp, cải tiến, sản xuất trong nước của các cơ sở khoa học: Việnnghiên cứu vật liệu thuộc Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia,Trung tâm công nghệ laser thuộc Viện nghiên cứu công nghệ, Bộ Khoa họccông nghệ và Môi trường, Viện kỹ thuật quân sự - Bộ Quốc phòng, Trung tâmvật lý y sinh học - Bộ Quốc phòng, trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ ChíMinh Điều này đã xác minh tiềm nǎng lớn lao của các nhà vật lý công nghệViệt Nam Số máy laser từ nguồn nước ngoài không nhiều như YGA: Nd,Argon, Ruby Gần đây có laser hơi vàng, Excimer Laser y tế hiện nay gồm 2nhóm chính:

1 Laser điều trị (công suất thấp) như: He-Ne, bán dẫn GaAs, nitrogen,

HeCd, chiếm khoảng 80%, đặc biệt laser He-Ne và bán dẫn chiếm phần lớn

2 Laser phẫu thuật công suất cao như CO2, YAG: Nd, rubi, argon, hơivàng, hơi đồng, Excimer, đặc biệt laser CO2 chiếm phần lớn

Nhìn chung thiết bị laser y học chúng ta còn ở giai đoạn đầu nhất là các hệ laserphẫu thuật - hướng phát triển chủ yếu của laser y học còn ít Tuy nhiên sự hìnhthành và phát triển laser y học nước ta có phần đóng góp rất cơ bản của các nhàvật lý đặt nền móng laser y học nước ta như Nguyễn Vǎn Hiệu, Phan HồngKhôi, Vũ Xuân Quang các cơ sở khoa học trong nước đã cung cấp cho y tếnước nhà một số lượng khá lớn các loại máy laser, đồng thời tạo điều kiện chocác nhà y học hiểu biết và tiếp cận với laser trong giai đoạn đầu

Theo ước tính sơ bộ đến tháng 6/2000 số lượng máy laser y tế đã được ứng dụng:

 Kết quả nghiên cứu ứng dụng laser y học

Trên thế giới cũng như ở Việt Nam, y học là một trong các lĩnh vực ứngdụng công nghệ laser lớn nhất và có hiệu quả nhất hiện nay, mang lại giá trị kinh

tế đến hàng tỷ USD mỗi năm Laser trong y học được ứng dụng trong tất cả cácquá trình: Trị liệu, phẫu thuật và chẩn đoán

Năm 1976, lần đầu tiên nước ta tiếp nhận và sử dụng một thiết bị laser Rubi

do một tổ chức nhân đạo của Mỹ trao tặng, giao cho Viện Mắt Trung ương sửdụng và quản lý Tuy nhiên, do lúc đó chúng ta chưa có đội ngũ cán bộ có thểtiếp nhận và khai thác công nghệ này nên các ứng dụng mới chỉ được thửnghiệm trên thỏ Đến năm 1984, nhờ chính sách đổi mới, lần đầu tiên Viện Khoahọc Việt Nam đã hoàn thiện được một thiết bị laser He-Ne công suất 30mW vàđưa vào ứng dụng ở Khoa răng - Viện 108 Thiết bị này được sử dụng để chữabệnh viêm nha chu - một bệnh hay tái phát và khó chữa Kết quả đã chữa khỏicho hàng trăm bệnh nhân mắc bệnh này Năm 1985, các nhà khoa học của Viện

Kỹ thuật Quân sự (nay là Trung tâm Khoa học Kỹ thuật-Công nghệ Quân sự-BộQuốc phòng) đã triển khai ứng dụng laser He-Ne chữa các bệnh về mắt, phụkhoa, da liễu, ứng dụng trong vật lý trị liệu tại các Viện 103, 108; đồng thời tiếnhành các thực nghiệm mổ bằng laser CO2 trên thỏ Lúc này, vấn đề nghiên cứu

và ứng dụng laser ở nước ta đã được quan tâm, thể hiện qua việc thành lập ViệnCông nghệ Laser (trực thuộc Viện Nghiên cứu Công nghệ Quốc gia) năm 1984,trong đó việc nghiên cứu, ứng dụng laser phục vụ ngành y tế là một trong nhữngđịnh hướng hàng đầu của Viện Năm 1988, Viện đã phối hợp với Bộ Quốcphòng, Viện Quân y 108 thành lập một dự án: "Ứng dụng laser He-Ne trong yhọc" do cố GS-TSKH Nguyễn Huy Phan và TS Trần Đình Anh làm đồng chủnhiệm với tổ thư ký gồm TSKH Vũ Công Lập, TS Trần Công Duyệt và TS TrầnNgọc Liêm Đến năm 1991, Dự án đã nghiên cứu chế tạo được 300 thiết bị laserloại này và chuyển giao cho các bệnh viện, cơ sở khám chữa bệnh trong cả

đứng trong các bệnh viện, cơ sở khám chữa bệnh và được đánh giá cao Kết quảtriển khai Dự án đã vượt xa dự đoán ban đầu về hiệu quả điều trị và khả năng ápdụng cho nhiều chuyên khoa Tất cả các bệnh viêm nhiễm bề mặt cấp tính hoặcmãn tính, các bệnh loét, vết thương lâu lành, các bệnh ngoài da đều được chữakhỏi với tỷ lệ trên 90%, vượt xa các phương pháp điều trị thông thường Cũngnhờ kết quả của Dự án này mà Trung tâm Vật lý y sinh học đã được thành lập tạiThành phố Hồ Chí Minh năm 1990, trở thành một trung tâm mới chuyên về ứngdụng laser trong y học Năm 1992, lần đầu tiên một hội nghị cấp quốc gia vềứng dụng laser trong y tế được tổ chức tại Quy Nhơn Đây là một sự kiện đánhdấu cho việc “bùng nổ" các ứng dụng của laser He-Ne trong y tế và khởi đầucho việc triển khai chế tạo laser CO2 phục vụ phẫu thuật Thời điểm này đã cóthêm 300 thiết bị laser He-Ne nữa được chế tạo và đưa vào ứng dụng trong thựctiễn Cũng chính từ lúc này, Bộ Y tế đã bắt đầu "vào cuộc", hỗ trợ tích cực chocác nghiên cứu về laser Tổ chức Y tế thế giới (WHO) cũng hỗ trợ cho cácnghiên cứu này thông qua các lớp tập huấn nhằm phổ biến rộng rãi các nghiêncứu, ứng dụng về laser cho các nước trong khu vực Năm 1994, Viện Nghiêncứu Công nghệ Quốc gia đổi tên thành Viện Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệtrực thuộc Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường (nay là Bộ KH&CN), cácviện thành viên trở thành các trung tâm, trong đó có Trung tâm Công nghệLaser Ngay từ lúc đó, Bộ KH,CN&MT đã rất quan tâm hỗ trợ cho việc nghiêncứu, ứng dụng các công nghệ laser bằng nhiều chương trình, đề tài nghiên cứu.Nhờ vậy mà chúng ta đã sản xuất ra được nhiều thiết bị laser y tế công nghệ caonhư laser rắn Nd:YAG, laser Rubi, laser hơi vàng, laser hơi đồng, laser khíArgon Năm 1998, lần đầu tiên Việt Nam đăng cai tổ chức một hội nghị quốc

tế về ứng dụng laser trong y tế - Đại hội lần thứ 8 của Hội Laser Y học Châu ÁThái Bình Dương Điều đó đã phần nào chứng tỏ vị thế của Việt Nam lúc nàytrong lĩnh vực công nghệ laser đã được nâng cao và coi trọng so với khu vực vàthế giới Cũng trong năm này, Trung tâm Công nghệ Laser đã chế tạo thànhcông được một thiết bị công nghệ cao là laser Nd:YAG 60W dùng để chữa bệnh

về cột sống (thoát vị đĩa đệm) và laser Nd:YAG xung điều trị trong chuyên khoamắt (đục thuỷ tinh thể) Ngay sau đó là việc ứng dụng laser Excimer để chữa cácbệnh về mắt (cận, viễn, loạn thị) Có thể nói, đến năm 2000, lĩnh vực laser y học

ở Việt Nam đã được định hình một cách rõ nét và vững vàng Có thể điểm quamột số thiết bị và công nghệ laser y tế nổi bật của Trung tâm Công nghệ Laser -một đơn vị nghiên cứu ứng dụng lớn nhất trong cả nước về laser - đã và đangđược ứng dụng rộng rãi tại nhiều bệnh viện và cơ sở khám chữa bệnh trong cảnước:

* Thiết bị laser Nd:YAG 60 W (định vị bằng tia laser He-Ne): Sử dụng rộng rãi

để cắt mô, bốc bay, dùng trong điều trị da liễu, thẩm mỹ (là phẳng các sẹo lồi, umáu ), phẫu thuật nội soi, thoát vị đĩa đệm, giải phẫu thần kinh, các bệnh củatai-mũi-họng, răng-hàm-mặt

* Thiết bị laser CO2 40 W phẫu thuật siêu xung: Thiết bị này có thể dùng bóctách cực mỏng các tổ chức mà không cần đến gây tê Dùng trong điều trị da liễu,thẩm mỹ, sản phụ khoa Do ưu điểm có thể quang đông cầm máu, bốc bay tổchức tức thời nên sử dụng tia laser còn tránh cho bệnh nhân không bị nhiễm cácbệnh lây qua đường máu; vết thương chóng lành; không để lại sẹo, vết thâm

* Thiết bị laser He-Ne 15 mW điều trị đa năng, nội mạch: Do tính đơn sắc caonên khi chiếu laser này lên bề mặt da hoặc vết thương sẽ gây kích thích sinh họcđặc trưng như: Giãn mạch, điều chỉnh hệ thần kinh thể dịch và nội tiết, tăngcường trao đổi chất, giảm đau, giảm phù nề, do vậy làm tăng khả năng miễndịch và tái tạo của cơ thể Dùng trong việc điều trị các bệnh rối loạn tuần hoànnão, tai biến mạch máu não, hỗ trợ cai nghiện ma tuý

* Thiết bị laser He-Ne công suất cao (trên 700 mW) dùng cho điều trị ung thưtheo phương pháp quang động học

* Thiết bị laser Diod 5 mW đến trên 500 mW dùng trong châm cứu: Khi tácdụng lên huyệt, bức xạ laser sẽ kích thích quá trình trao đổi chất, làm thay đổitrạng thái sinh lý của huyệt và có khả năng khuếch tán hay lan truyền các hiệuứng tương tác bằng cơ chế trao đổi thông tin tế bào Phương pháp châm cứubằng laser này có hiệu quả tương đương phương pháp châm cứu cổ điển mà lạitránh được các bệnh lây truyền qua đường máu.

* Thiết bị laser đa bước sóng gồm nhiều laser: Laser He-Ne, laser He-Cd, laserbán dẫn màu xanh Đặc biệt có kết quả cao trong việc điều trị bệnh nhân phong,

da liễu

* Ngoài ra, còn có các thiết bị laser khác như: Laser PDT (chẩn đoán và điều trịung thư), laser KTP (điều trị phì đại tuyến tiền liệt không cần gây mê, không gâychảy máu ), laser Diod dùng trong phẫu thuật

Về những ứng dụng lâm sàng đáng ghi nhận nhất của laser trong thời gian gầnđây là việc ứng dụng laser trong chuyên khoa mắt, đặc biệt đối v?i bệnh cận thị,viễn thị và loạn thị bằng phương pháp Lasik - dùng tia laser Excimer xung cựcngắn chỉnh sửa độ cong của giác mạc siêu tinh tế không chảy máu Đến nay tại

Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh đã có trên 10 Trung tâm laser Excimer, điềutrị có hiệu quả cao cho hàng chục ngàn bệnh nhân Một phương pháp khác rấttiết kiệm cho điều trị các trường hợp cận thị nhẹ là sử dụng các laser hồng ngoạicông suất thấp Đây là phương pháp vật lý trị liệu chữa cận thị học đường đầutiên ở Việt Nam, được tiến hành tại Viện Mắt Trung ương từ tháng 6/2003

Các ứng dụng lâm sàng khác như chữa liệt nửa người bằng quang châm laserbán dẫn đã được thử nghiệm thành công trên 250 bệnh nhân tại thành phố HồChí Minh và Tiền Giang với tỷ lệ hồi phục hơn 75% Ưu điểm của kỹ thuật này

là không gây đau và cảm giác khó chịu cho bệnh nhân, tránh được sự lây nhiễmcác bệnh viêm gan B, HIV/AIDS, không gây tai biến và phản ứng phụ có hại.Cuối năm 2003, tại Viện 108 đã điều trị bằng laser cho gần 300 bệnh nhân bị u

nốt ruồi, u gai, u máu và u vàng Kết quả là 83% bệnh nhân có kết quả tốt, chỉ có12% tái phát, 5% để lại sẹo.

Ca mổ chữa động kinh bằng laser đầu tiên của Việt Nam được thực hiện tạiBệnh viện đa khoa tỉnh Bình Định từ giữa năm 2002 Sau khi được dùng laserCO2 công suất cao để phẫu thuật cắt bỏ sẹo động kinh, đến nay bệnh nhân hoàntoàn tỉnh táo và không bị tái phát Trước đó, Bệnh viện này cũng cắt bỏ thànhcông một khối u não (8x8cm, nặng 300 g) cho một bệnh nhân ở Tân Cảnh - KonTum Đây cũng là ca mổ u não bằng tia laser CO2 đầu tiên ở Việt Nam Do khối

u quá lớn, lại nằm ở vị trí đặc biệt nên việc mổ bằng phương pháp thông thường

có thể dẫn tới rối loạn thị giác, gây mù Do vậy bệnh nhân đã được quyết định

mổ bằng laser CO2 công suất cao, kết quả bệnh nhân hồi phục rất tốt

Trên thế giới, từ cuối năm 2001 các nhà khoa học của Xinhgapo đã tìm raphương pháp chống sâu răng bằng tia laser, đem lại hiệu quả đến 98% Tại ViệnLawrence Liverinore Laboratory (Mỹ) đã chế tạo thành công một mũi kim laser

để "truy lùng" các tế bào ung thư vú Phương pháp này cho kết quả chính xáckhông thua kém kỹ thuật sinh thiết Đặc biệt nó tiện lợi hơn cho bệnh nhân vìkhông phải làm thủ thuật cắt tế bào vú để sinh thiết Mới đây, kỹ thuật Nanolaser đã được các nhà khoa học ở Đại học Harvard - Mỹ thực hiện thành côngtrong việc giải phẫu tế bào: Dùng laser xung kéo dài trong thời gian 1/1015 củamột giây để làm cho cấu trúc bên trong tế bào bốc hơi mà không làm phương hạiđến chính tế bào đó Điều đó mở ra hy vọng sẽ chữa khỏi ung thư ngay trongthời gian đầu tiên Tại Đức, các nhà khoa học đã thực hiện thành công kỹ thuậtchụp võng mạc bằng tia laser, qua đó có thể phát hiện sẹo, vết xước hoặc dị vật

lạ, chụp điểm vàng võng mạc Còn tại Viện Nghiên cứu Thực phẩm Anh,người ta đã chế tạo máy dùng tia laser để quét hình ảnh cơ thể con người, qua đóphát hiện u, những vùng có mỡ thừa, những bệnh của gan, tim mạch

Theo các nhà khoa học, hiệu quả của laser trong y học được thể hiện rõ nhất

ở 3 lĩnh vực sau: Một là, những bệnh ở đáy mắt, bệnh bong võng mạc, biểu hiệntân tạo mạch máu do bệnh đái tháo đường Những bệnh nhân này nếu khôngđược điều trị bằng laser sẽ bị mù loà Theo thống kê của WHO, có trên 10 triệungười đã được điều trị bằng laser và nhìn thấy trở lại Hai là, những bệnh về timmạch như tổn thương mạch vành, xơ vữa động mạch Ba là, ứng dụng laser côngsuất thấp điều trị những bệnh khó chữa như rối loạn tuần hoàn não, gimcholesterol trong máu, suy giảm hệ thống miễn dịch Có thể nói, việc ứng dụnglaser trong chẩn đoán, phẫu thuật và trị liệu đã mang lại hiệu quả rất cao, nhiềutrường hợp không thể dùng phương pháp khác thay thế Đó là một bước pháttriển cao của y học mà không chỉ những nước có trình độ tiên tiến mới có thể ápdụng Điều đó đã được chứng minh qua các sản phẩm laser y tế của các nhàkhoa học Việt Nam, đặc biệt là Trung tâm Công nghệ Laser và các cơ sở nghiêncứu về laser khác như Viện Vật lý, Viện Khoa học Vật liệu (Trung tâm Khoahọc Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia - nay là Viện Khoa học và Công nghệ ViệtNam), Phân viện Vật lý Kỹ thuật, Phân viện Vật lý Y Sinh học (Trung tâm Khoahọc Kỹ thuật và Công nghệ Quân sự - Bộ Quốc phòng), Khoa Khoa học ứngdụng - Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh

Tới nay laser y học được ứng dụng khá rộng rãi, có thể tóm tắt những kết quảthu được:

1 Laser điều trị công suất thấp: với hiệu ứng sinh học đã điều trị có kết quả

cho hàng trǎm nghìn người như:

- Chống viêm nhiễm cục bộ ở tổ chức nông như da, niêm mạc (vết thương, vết

loét, viêm da, eczema, zona, vẩy nến, viêm lợi, viêm tai mũi họng, tuyến cổ tửcung, loét ổ gà ở bệnh nhân phong, loét do phóng xạ điều trị ung thư )

- Một số bệnh lý mắt (viêm giác mạc, loét giác mạc)

- Hạn chế tắc mạch nhỏ sau vi phẫu.

- Chiếu vào huyệt vị kinh lạc thay vì châm kim (laser châm) chữa cơn hen phế

quản và một số rối loạn chức nǎng

- Bước đầu ứng dụng lazer He-Ne nội mạch.

2 Laser phẫu thuật công suất cao: Với hiệu ứng nhiệt (quang động, quang

bóc lớp, bào mòn, bốc bay) trong phẫu thuật như:

- Phẫu thuật một số bệnh lý ở da: tổn thương tǎng sắc tố, u gai, nốt ruồi, hạtcơm, u máu, các tổn thương dày sừng, tẩy xǎm da, u vàng, u xơ tuyến bã, sẹo lồiquá phát kết quả tốt đạt 80-90%

- Bước đầu điều trị ung thư não bằng quang động học (PDT) laser hơi vàng giảm

áp đĩa đệm cột sống bằng laser YAG: Nd, điều trị u máu phẳng bằng laser hơiđồng

- Gần đây sử dụng laser Excimer trong điều trị tật khúc xạ mắt

3 Các thực nghiệm với laser: song song với ứng dụng lâm sàng, những

nǎm qua chúng ta đã tiến hành nhiều nghiên cứu thực nghiệm trên vật sống đểlàm sáng tỏ cơ chế tác dụng của laser như:

- Sự phục hồi cấu trúc giác mạc thỏ bị bỏng kiềm dưới ảnh hưởng của bức xạlaser He-Ne

- Những biến đổi cấu trúc mô vạt da lưng chuột cống trắng dưới ảnh hưởng củalaser He-Ne

- Nghiên cứu ảnh hưởng của laser He-Ne lên một số chỉ tiêu sinh học trên bệnhnhân bị các bệnh viêm nhiễm

- Nối mạch máu nhỏ bằng laser CO2

- Mổ thực nghiệm với laser YAG:Nd

- Một vài nhận xét về ảnh hưởng của laser nitrogen đến sự phục hồi vạt danhiễm khuẩn ở chuột cống trắng

- Tác dụng sinh học của laser nitrogen lên quá trình liền vết thương bỏng thựcnghiệm

Tuy các thiết bị laser còn thô sơ đã giúp cho các nhà y học dần tiếp cận với laser

y học hiện đại, góp phần chữa trị cho hàng vạn người bệnh, trong đó có một sốbệnh trước nay điều trị rất khó khǎn, một sự đóng góp quí giá làm phong phúnền y học Việt Nam

 Khái quát lịch sử nghiên cứu ứng dụng laser y tế trong lâm sàng ở

Việt Nam

Nǎm Loại laser Cơ sở ứng dụng Lĩnh vực ứng dụng

1976 Ruby laser Viện Mắt trung ương Thực nghiệm trên mắt thỏ

1984 He-Ne laser Bệnh viện TƯQĐ 108 Điều trị nha chu viêm

1985 He-Ne laser Bệnh viện TƯQĐ 108 Vật lý trị liệu, da liễu

Viện quân y 103 Viêm phần phụLaser Nd: thủy tinh Viện quân y 103 Eczema, viêm da, vẩy nến

1987 Ga-As laser diode Viện YHCT TƯ Châm cứu chữa đau

1990 He-Ne laser Viện YHCT quân đội Châm cứu

YAG: Nd xung laser Trung tâm mắt TP

HCM

Chữa đục bao sau, glôcôm

1991 Nitơ laser Bệnh viện TƯQĐ 108 Vật lý trị liệu

Các bệnh tim mạch và tuần hoàn não

1997 Hơi vàng PDT laser Viện quân y 103 Thực nghiệm diệt ung thư

trên chuột

1998 Hơi vàng PDT laser Bệnh viện Việt Đức Điều trị ung thư não

1999 Ruby laser Trung tâm nghiên cứu

laser

Thực nghiệm xóa các nám đen và nâu

YAG: Nd laser TT vật lý y sinh học

2001 Excimer laser Trung tâm mắt Tật khúc xạ

2, Trong lĩnh vực công nghiệp:

Do sự tiến bộ vượt bậc về công nghệ và kỹ thuật laser cũng như các côngnghệ khác có liên quan, những năm gần đây, việc ứng dụng laser trong côngnghiệp đã được quan tâm một cách đặc biệt Nhiều nước trên thế giới đã thànhlập các trung tâm, viện chuyên ngành, nhiều chương trình nghiên cứu lớn về

phát triển và ứng dụng công nghệ laser Các nước châu Âu có "Eurolaser", NhậtBản có đề án "Tổ hợp laser công nghiệp", Trung Quốc có "Chương trình vào thế

kỷ 21" trong đó có một phần rất lớn cho Tự động hoá và laser Các ứng dụngcủa laser trong công nghiệp được thực hiện nhờ khai thác triệt để các tính chấtđặc thù của laser như: Độ đơn sắc, tính kết hợp cao; có thể tạo được những bức

xạ có cường độ lớn ở vùng phổ nhìn thấy, hồng ngoại, tử ngoại; có mật độ nănglượng cao ở chế độ liên tục và xung Trong các ngành công nghiệp, laser được

sử dụng rộng rãi trong công nghệ cắt, khắc, xử lý nhiệt và hàn các vật liệu kimloại, phi kim loại Ở nước ta, laser được ứng dụng chủ yếu trong các lĩnh vựccăn chỉnh, đo đạc; gia công vật liệu và thông tin quang mà đi đầu là Trung tâmcông nghệ laser Từ năm 1996 đến nay, Trung tâm đã nghiên cứu chế tạo các hệlaser CO2 liên tục, dùng để gia công các vật liệu phi kim loại Thiết lập đượccác bảng biểu Atlas định hướng công nghệ cho việc cắt các loại gỗ dán, cao su,thuỷ tinh hữu cơ, mika GAT Đài Loan dày tới 15 mm; cho việc khắc gỗ thông,cáctông, gỗ mỡ, thuỷ tinh hữu cơ Mới đây, Trung tâm đã chế tạo được 2 thiết bịlaser CO2 100W, 150W (dùng trong cắt khuôn mẫu bao bì, cắt chữ, đồ chơi xếphình ) và đã chuyển giao cho 2 nhà máy ở Hà Nội Đặc biệt việc triển khainhững công nghệ Hologram trong khắc dấu, tem bằng laser đã cho ra các loạicon dấu, tem chính xác, năng suất cao, dễ dàng trong tự động hoá và cho phép

mã hoá các điểm cần thiết trong con dấu, tem để chống làm giả Bên cạnh đó,Trung tâm cũng nghiên cứu công nghệ gia công kim loại trên cơ sở laser CO2công suất 1,5kW Do vậy đã thực hiện được công nghệ cắt thép cácbon trungbình dạng tấm dầy 6mm, tôi cứng thép với hàm lượng cácbon trung bình Dựatrên nguyên lý ánh sáng truyền theo một đường thẳng trong không khí, Trungtâm đã thiết kế chế tạo được các thiết bị lấy mức cho ngành xây dựng (gồm mộtlaser bán dẫn cùng một hệ quang tạo ra tia laser màu đỏ và một mặt phẳng nằmngang thay thế cho nivô truyền thống); thiết bị trợ giúp căn tâm trục tàu thuỷ(một laser He-Ne, hệ quang và hệ vi chỉnh) cho các nhà máy đóng tàu thuỷ; thiết

bị dò tìm tâm tia laser dạng Gauss; thiết bị quét tia laser theo một số quỹ đạo

dùng cho trang trí, triển lãm Phòng thí nghiệm đầu tiên về thông tin quang củanước ta đã được thành lập tại Viện Nghiên cứu Công nghệ Quốc gia (nay làViện ứng dụng công nghệ) Đây cũng chính là nơi đã thử nghiệm đường truyềntín hiệu về Audio, Video bằng cáp quang Mỗi năm, trên thế giới lĩnh vực thôngtin quang chiếm thị phần hơn 10 tỷ USD Còn ở nước ta sự đầu tư cho lĩnh vựcnày chưa tương xứng, do vậy các sản phẩm của ta còn chưa vươn ra được thịtrường thế giới.

III, Cơ sở lý thuyết về Laser:(Light Application By Stimulated Emission Of Radiation)

1, Lý thuyết về sự hấp thụ và bức xạ của Einstein

2, Sự phát xạ tự nhiên:

3, Bức xạ cảm ứng:

4, Hoạt động của Laser:

Laser là gì

Ðó là sự khuếch đại lượng phôton ánh sáng của một môi trường nào đóbằng cách dùng ánh sáng kích thích có cùng tần số với tần số của phôton đượcbức xạ từ trong môi trường đó Trong thực tế, Laser là sự tạo ra một chùm hạtphôton được phát xạ từ một số vật thể thỏa mản các điều kiện sau đây:

1-Tất cả các phôton phát ra đều có cùng bước sóng giống nhau

(ta gọi đây là sự đơn sắc)

2- Tất cả các phôton đều có cùng pha dao động Nói cách khác là cácphôton phải được tạo ra vào cùng một thời điểm như nhau

3- Tất cả các phôton đều cùng phân cực theo một phương

Việc chọn môi trường thích hợp là rất cần thiết cho hoạt động của từngloại Laser và đồng thời nó cũng qui định màu sắc và công suất cụ thể của từngloại Laser

Sự khuếch đại phôton được giải thích theo quan điểm của Einstein nhưsau:

Ðối với phôton tồn tại một bức xạ cảm ứng Phôton trong điều kiện nào đó khivừa được tạo ra do kích thích nó sẽ kích thích trở lại các nguyên tử vật chất củamôi trường hoạt tính làm cho các nguyên tử nầy từ trạng thái kích thích trở vềtrạng thái có mức năng lượng cơ bản và lại cho ra thêm một phôton thứ cấp cócùng pha với phôton ban đầu Sau đó, cả hai phôton ban đầu và phôton thứ cấptiếp tục kích thích các nguyên tử khác làm cho nó chuyển từ mức kích thích vềmức cơ bản để sinh ra nhiều phôton nửa