(Nguồn: Versality of an 810nm Diode laser in dentistry) [109]
Gương phản xạ tồn phần Nguồn ni Gương bán mạ Buồng cộng hưởng Tia laser Tập trung ánh sáng laser phát ra
Nguyên tắc hoạt động
Laser Diode là một loại laser dùng mơi trường hoạt tính là chất bán dẫn kép, bao gồm một chất bán dẫn điện dương và một chất bán dẫn điện âm. Chất bán dẫn là vật liệu trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện. Chất bán dẫn hoạt động như một chất cách điện ở nhiệt độ thấp và có tính dẫn điện ở nhiệt độ cao.
Diode là từ ghép mang nghĩa “hai điện cực” với di là hai và ode là bắt nguồn từ electrode, có nghĩa là điện cực. Khi ghép một bán dẫn điện âm với một bán dẫn điện dương lại với nhau ta được một diode.
Laser Diode có thể sử dụng với nhiều bước sóng khác nhau 635, 670, 810, 830, 980 nm. Trong đó, Hai loại laser Diode được sử dụng phổ biến hiện nay Gallium - aluminium - Arsenide (GaAlAs) laser có bước sóng 810nm dùng để điều trị nha chu và Indium - Gallium - Arsenide - Phosphide (InGaAsP) laser có bước sóng 980nm để phẫu thuật mơ mềm [94], [125].
Chế độ phát tia laser
Laser Diode sử dụng trong nha khoa hiện nay có thể hoạt động ở hai chế độ: chế độ liên tục và chế độ xung [109].
Sự phát tia laser Diode đến mơ đích
Hầu hết các laser Diode nha khoa sử dụng một sợi quang để phân phát chùm tia laser đến vùng mơ đích. Đường kính sợi quang càng nhỏ thì mức tập trung năng lượng ở đầu sợi quang (Fiber tip) càng lớn. Trong điều trị nha chu, sử dụng đầu sợi quang nhỏ (0,2 mm-0,4 mm) để đưa được sâu vào sát đáy túi nha chu [109].
1.4.2.3. Sự tương tác giữa laser và mơ đích
Cơ chế
Khi chiếu vào mơ đích (mơ miệng), ánh sáng laser tương tác với mơ đích theo bốn cách: sự hấp thụ, sự xuyên qua, sự phản xạ, sự tán xạ.
+ Sự hấp thụ (Absorbtion):
Năng lượng của laser được hấp thụ bởi mơ đích và chuyển thành các dạng năng lượng khác. Trong bất kỳ sự tương tác nào giữa laser và mơ, mục đích là để đạt được sự hấp thụ tối đa tia laser bởi mơ đích, cho phép kiểm sốt tối đa những tác dụng thu được. Sự hấp thụ năng lượng laser ở mơ đích dẫn đến sự phát nhiệt và tăng sự dẫn nhiệt dẫn đến phân ly của liên kết hóa trị (trong protein mô), chuyển từ dạng lỏng thành dạng hơi (trong và giữa các phân tử nước), lên giai đoạn chuyển thành khí hydrocarbon và sản sinh ra lượng carbon còn dư [109].
+ Sự xuyên qua (Transmission): Tia laser đi vào và thốt ra khỏi mơ đích mà khơng có tác động nào lên mơ đích.
+ Sự phản xạ (Reflection): là hiện tượng ánh sáng laser khơng đi vào được trong mơ đích. Hiện tượng phản xạ xảy ra do mật độ của mơ đích hay thay đổi góc tới của chùm tia laser.
+ Sự tán xạ (Scatter): Là sự chệch hướng của tia laser khi tương tác với mơ đích. Sự tán xạ làm yếu đi một phần năng lượng của chùm tia laser.
Với laser Diode nha khoa, dạng năng lượng được chuyển thành năng lượng nhiệt. Năng lượng nhiệt tác động lên mơ đích được gọi là hiệu ứng quang nhiệt (photothermalysis) [109], [125], [135].