Описание принципа действия установки

2.1.2 Описание принципа действия установки

Рис.2. Блок-схема прибора «КВАНТ-15».

 

		Оператор (косметолог)

Описание блок-схемы прибора

Напряжение 220В силовой сети переменного двухфазного тока поступает на блоки питания лазера и щелевой лампы. Затем питание поступает на выпрямитель, и через выпрямитель на разрядный коммутатор. С помощью которого врач-офтальмолог задает следующие необходимые параметры: мощность лазерного излучения, время экспозиции и количество импульсов. После этого электрическая энергия W подаётся в оптико-механическую систему для питания лампы накачки. Для получения необходимой длительности импульса в разрядной цепи емкостного накопителя установлены катушки индуктивности. Для первоначальной ионизации разрядного промежутка импульсной лампы питания лазера и поддержания его в проводящем состоянии служит блок «поджига» и источник «дежурной дуги» соответственно.

Управление моментом начала разряда емкостного накопителя на импульсную лампу и отключение последней на период заряда накопителя производится разрядным коммутатором.

Лазер вырабатывает мощный световой импульс в виде параллельного пучка лучей, который поступает в оптическую систему оптико-механического блока, фокусирующего излучение на поверхность кожи пациента. Выпрямитель, источник тока и емкостной накопитель энергии служат для электропитания импульсной лампы питания лазера.

Система охлаждения поддерживает нормальный тепловой режим работы лазера. В системе охлаждения используется пластиковый бак, насосы и теплообменники зарубежного производства.

Для контроля энергии импульса лазера служит индикатор энергии ИЭ-ЗА.

Система управления СУМ-10А служит для управления источником питания.

Оптико-механический блок имеет основание, на котором установлен лазер, который вместе с оптической системой оптико-механического блока закрыты кожухами. К оптико-механическому блоку подсоединён кварцевый световод, по которому лазерное излучение подаётся на эпилятор, при помощи которого оператор (косметолог) удаляет волосы с кожи человека. Управление включением и выключением лазерного излучения косметолог производит нажатием ногой на педаль, подсоединённую к блоку управления СУМ-10А и установленную на полу, возле процедурного кресла.

2.2 Расчёт оптической системы

Расчет оптической системы ведется по эквивалентным схемам с учетом главных плоскостей, апертурных углов и увеличения.

2.2.1 Расчет плотности мощности падающего лазерного излучения

qпад. на кожу человека

(1.1)

(1.2)

Для установки «Квант-15М»

Длительность импульсов будет равна: τmin=5 мс=5*10-3с,

τmax=50 мс=5*10-2с, энергия импульса Е=20 Дж, длина волны лазера λ=1.064*10-5 см, диаметр пятна лазера dср=0.001 см.

[см2](1.3)

Подставляем в формулу (1.2):

Для минимальной длительности имульса τmin=5*10-3с:

(1.4)

Для эпидермиса, коэффициент поглощения α=31см-1, глубина слоя 0,01 см. получим:

(1.5)

Для дермы, коэффициент поглощения α=23см-1, глубина слоя 0,02 см. получим:

(1.6)

Для максимальной длительности имульса τmax=5*10-2с:

(1.7)

Для эпидермиса, коэффициент поглощения α=31см-1, глубина слоя 0,01 см, степень отражения R=0.32 получим:

(1.8)

Для дермы, коэффициент поглощения α=23см-1, глубина слоя 0,02 см. получим:

(1.9)

Для установки «Лазулет»

Длительность импульсов будет равна: τ=1*10-8с, энергия импульса

Е=3*10-4 Дж, длина волны λ=0.26*10-3 см, диаметр несфокусированного пятна (эпиляция волокном) d=0.06 см.

(1.10)

Подставляем в формулу ( qпад ):

(1.11)

Для эпидермиса, коэффициент поглощения α=1000см-1, глубина слоя 0,01 см. получим :

(1.12)

Для дермы, коэффициент поглощения α=26см-1, глубина слоя 0,02 см. получим:

(1.13)

Для сфокусированного пятна d=1*10-3 см.

(1.14)

Подставляем в формулу ( qпад ):

(1.15)

Для эпидермиса, коэффициент поглощения α=1000см-1, глубина слоя 0,01 см. получим:

(1.16)

Для дермы, коэффициент поглощения α=26см-1, глубина слоя 0,02 см. получим:

(1.17)

В таблице 2 приведены рассчитанные характеристики для приборов «Квант-15» и «Лазулет», из которых видно как изменятся степень поглощения лазерного излучения в зависимости от изменения глубины кожного покрова человека.

Таблица 2. Сравнение изменения степеней поглощения, в зависимости от глубины слоя кожи.

Название установки	Размер пятна, падающего на слой кожи [см]	Время импульса [с]	Степень поглощения qпогл [Вт/см2]
			Эпидермис Х=100 мкм	Дерма Х=200 мкм
«Квант-15М»	d=1*10-3	τmin=5*10-3
		τmax=5*10-2
«Лазулет»	dнесф..=6*10-2	τconst=1*10-8с
	dсфокусир.=1*10-3

Из полученных результатов видно, что с уменьшением времени воздействия лазерного излучения, и радиуса пятна лазера, повышается степень поглощения qпогл кожи, причём у каждого слоя кожи - по разному. Из приведённых в таблице 2, полученных результатов наглядно видно, как изменяется степень поглощения у эпидермиса и дермы.