Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

286 J. Bille
Tabelle 14.2. Strahleigenschaften kommerzieller CO2-Laser
Typ Strahldurchmesser Divergenz
axiale Strömung 5–70 mm 1–3 mrad
abgeschlossener Laser 3–4 mm 1–2 mrad
Wellenleiterlaser 1–2 mm 8–10 mrad
TEA-Laser 5–100 mm 0,5–10 mrad
Abgeschlossener CO2-Laser (Sealed-off Laser). Der Nachteil einer Gasflasche
wird im abgeschlossenen Laser vermieden. Bei dieser Bauform werden
die Dissoziationsprodukte CO und O2 durch Zugabe von geringen Mengen
von H2O, H2 oder O2 chemisch umgewandelt. Weiterhin spielt das Elektrodenmaterial
als Katalysator eine wichtige Rolle. Es können Dauerleistungen
bis etwa 60 W/m mit mehreren 1000 Betriebsstunden erreicht werden. Insbesondere
bei kleineren Leistungen und als Wellenleiterlaser hat dieser Lasertyp
Vorteile.
Wellenleiterlaser (Waveguide Laser). Für Anwendungen mit Leistungen
von 1–10 W werden luftgekühlte Wellenleiter-CO2-Laser benutzt. Diese
bestehen aus BeO- oder Al2O3-Kapillaren mit 1 mm Durchmesser, die als
dielektrische Wellenleiter wirken. Die Strahlung wird an der Wandfläche reflektiert,
wobei sich ähnlich wie bei Hohlleitern für Mikrowellen stehende
Wellenformen ausbilden. Dadurch verringern sich die Beugungsverluste.
Anwendungen. In der Medizin sind die CO2-Laser sowohl in der allgemeinen
Chirurgie als auch in Spezialdisziplinen wie Gynäkologie, Neurochirurgie
und neuerdings der Herzchirurgie (heart laser) eingesetzt.
14.1.4 Excimerlaser
Als Excimere bezeichnet man Moleküle, die nur in elektronisch angeregten
Zuständen existieren können. Die Bezeichnung Excimer stammt von excited
dimer und bedeutet angeregtes Dimer, wobei ein Dimer ein aus zwei identischen
Atomen bestehendes Molekül ist. Da Excimere nur in elektronisch angeregten
Zuständen existieren, ist der elektronische Grundzustand unbesetzt.
Im Kontrast zur Bedeutung ihrer Benennung verwenden die üblicherweise als
Excimer bezeichnete Lasersysteme Edelgas-Halogen-Moleküle.
Energieniveauschema und Laserprinzip. Die Potentiale der für die Laseremission
wichtigen elektronischen Energiezustände der zweiatomigen Edelgashalogenexcimere
sind in Abb. 14.7 dargestellt. 2 Σ und 2 Π bezeichnen die
Art der Elektronenbindung zwischen den beiden Atomen. Die Symbole stehen
für 2S+1 L,wobeiS den Spin- und L den Bahndrehimpuls entlang der