Что такое YAG-лазер: принцип работы, виды, сферы применения

Лазерные технологии кардинально изменили возможности современной косметологии, превратившись в эффективный бьюти-инструмент. Данное утверждение актуально и для YAG-лазера, который можно встретить в косметологических кабинетах и клиниках всех направлений. Поговорим о принципах работы, разновидностях, технических характеристиках и сферах применения лазерного аппарата.

Что такое YAG

Под аббревиатурой YAG подразумевается Yttrium Aluminum Garnet (иттрий-алюминиевый гранат) – кристалл, выступающий активной средой лазера. Для повышения точности и стабильности излучения изготовители проводят легирование кристалла – внесение в кристаллическую решетку разнообразных примесей.

При производстве косметологических лазеров для легирования используют:

• ионы эрбия – аппараты значатся под аббревиатурой Er:YAG (эрбиевый лазер);
• ионы неодима – такое устройство маркируется как Nd:YAG (неодимовый лазер).

На выходе получаются агрегаты, которые отличаются друг от друга техническими характеристиками, физическими свойствами и лечебными возможностями.

Принцип работы

Независимо от типа ионов для легирования, неодимовый и эрбиевый лазеры относятся к твердотельным, поскольку активной средой является кристалл иттрий-алюминиевого граната. Активная среда служит источником оптического усиления – стимулирует переход атомов квантов света из пассивного состояния в возбужденное.

Обязательными компонентами любого ИАГ-лазера выступают:

• Система накачки – создает инверсии в активной среде, чаще всего посредством световой, RF-энергии.
• Оптический резонатор – выделяет в пространстве избирательное направление пучка фотонов и формирует выходящий лазерный луч.

В лазерах кристалл расположен между двумя зеркалами, которые отражают свет четко по направлению активной среды. Многократно проходя сквозь кристаллическую решетку, импульсы света стимулируют лавинообразный процесс выделения фотонов.

Так формируется индуцированное (вынужденное) излучение – пучок концентрированной световой энергии, больше известной как лазерный луч. Для поддержания процесса генерации энергии требуется система накачки. С этой целью используются вспышки света ксеноновой лампы, расположенной параллельно кристаллу. Сформированное лазерное излучение испускается наружу через одно из зеркал и направляется в целевую область (участок на теле).

Технические характеристики неодимового лазера

Неодимовый YAG-лазер обладает определенными техническими параметрами, которые обусловлены составом кристалла:

• Длина волны 1064 nm. Обладает высокой проникающей способностью до 8 мм, достигает уровня гиподермы, в том числе зон залегания пигментных частиц татуировок. Кванты лазерных импульсов слабо рассеиваются в различных средах, что позволяет поддерживать высокий уровень энергии при проведении процедур.
• Мощность. Нестабильный параметр, который меняется в зависимости от модели аппарата. К примеру, в неодимовых лазерах для удаления тату средние показатели мощности энергии составляют 1500 мДж. Оператор имеет возможность изменять параметры, настраивая аппарат для решения тех или иных косметических задач.
• Коэффициент полезного действия. КПД неодимовых лазеров составляет 5-10%. Это означает, что аппарат работает с минимальными потерями энергии, позволяет экономить электричество без снижения качества процедуры.

Одна из уникальных особенностей неодимового лазерного оборудования – способность работать в нескольких режимах излучения:

• Непрерывной волны – создает неизменный, устойчивый пучок света.
• Длинноимпульсный – излучает свет отдельными вспышками с определенным рабочим циклом, который поддается регулировке (до 500 мс).
• Короткоимпульсный Q-switched – создает очень короткие мощные лазерные импульсы наносекундного диапазона (8-10 нс).

В короткоимпульсном режиме Q-switched работают неодимовые лазеры для удаления тату. Исследования показали, что вспышки с такими характеристиками наиболее эффективно разрушают татуировочный пигмент.

Технические характеристики эрбиевого лазера

Эрбиевый ИАГ-лазер отличается от неодимового прежде всего длиной волны. Данный параметр составляет 2940 нм и обладает небольшой глубиной проникновения на уровне 1 мкм. Это обусловлено высоким коэффициентом поглощения излучения эрбиевого лазера молекулами воды.

Вода, содержащаяся в клетках кожи и межклеточном пространстве, мгновенно поглощает лазерные лучи, нагревается и испаряется. При этом окружающие ткани практически не подвергаются термическому воздействию и не повреждаются.

Для проведения процедур имеют значение такие параметры эрбиевого лазера:

• Энергия импульса – варьируется в диапазоне 70-150 мДж.
• Плотность луча – до 500 микролучей на 1 см2.
• Длительность импульса – от ультракоротких 40 мкс до ультрадлинных 5000 мкс.

Сферы применения лазера Nd:YAG

Неодимовые системы Nd:YAG laser – универсальные аппараты с широким диапазоном косметологических опций. Это достигается наличием нескольких режимов излучения и возможностью изменять насадки манипулы.

Удаление татуировок и татуажа

При удалении тату и перманентного макияжа (татуажа) воздействие лазерного луча направлено на распределенные в толще кожи частицы красителя. Пигмент выступает целевым хромофором лазера, то есть активно вступает во взаимодействие с лазерной энергией, нагревается и разрушается. Содержащие пигмент клетки и гранулы дробятся лучом до мельчайших частиц, поглощаются клетками иммунной системы и удаляются из внутренних сред организма.

Каждый оттенок пигмента обладает восприимчивостью к определенной длине волны. Поэтому в ходе процедуры используются насадки для генерации оптических гармоник:

• 1064 нм – стандартная длина волны для эффективного выведения темных пигментов (черный, синий, темно-синий, темно-зеленый);
• 532 нм – подходит для удаления цветных рисунков (красный, желтый, светло-синий, коричневый, зеленый, бирюзовый).

Для полного осветления татуировки или перманентного макияжа требуется провести несколько процедур. При этом цветные и светлые красители удаляются сложнее, поскольку слабее поглощают излучение неодимового YAG-лазера.

Похожая статья по теме: Удаление татуировок – показания, противопоказания, нюансы работы.

Карбоновый пилинг

Еще одна насадка, которая часто входит в комплектацию неодимовых установок, используется в процедурах карбонового пилинга. Это линза для комбинационного рассеивания, которая увеличивает диаметр луча и трансформирует длину волны до 1320 нм. Уровень энергии вспышки снижается, что позволяет безопасно работать с кожей – проводить омолаживающие и очищающие процедуры.

Как работает карбоновый пилинг:

1. На лицо наносят гель с наночастицами диоксида углерода (карбона).
2. Оставляют на несколько минут для лучшего распределения и проникновения в поры.
3. Манипулой с насадкой 1320 нм прорабатывают все участки кожи поверх нанесенного карбонового геля.
4. Под действием лазерного излучения поры расширяются, гель нагревается, связывает загрязнения и отмершие частицы эпидермиса.
5. Средство постепенно испаряется, оставляя кожу чистой, свежей, более упругой.

Лечение дерматологических заболеваний

Воздействие лазерным излучением благотворно сказывается на состоянии кожи при следующих патологиях:

• угревая сыпь;
• постакне – красные, темные следы;
• онихомикоз – грибковое поражение ногтей;
• солнечное и старческое лентиго – пигментные пятна на лице и теле;
• нарушения выработки меланина (гипер- или гипопигментация).

Эффект достигается за счет уничтожения патогенной микрофлоры, улучшения метаболических процессов, уменьшения диаметра пор, снижения активности сальных желез, разрушения естественного пигмента.

Коррекция сосудов

При лечении патологических сосудов хромофором для лазерного излучения выступает пигмент крови гемоглобин. Так же, как и краситель татуировок, он поглощает энергию импульсов, вызывает коагуляцию белка и разрушает сосудистую стенку. В результате сосуд перестает участвовать в кровообращении, а связанные с ним дефекты исчезают с поверхности кожи.

Неодимовый лазер помогает бороться с:

• сосудистой сеткой на ногах (телеангиэктазии, сосудистые звездочки);
• расширенными сосудами на лице (купероз);
• гемангиомами – доброкачественными сосудистыми новообразованиями.

Удаление волос

Эпиляция не относится к базовым опциям неодимового лазера, но может выполняться в длинноимпульсном режиме. Аппарат подходит для работы с темными фототипами, поскольку, в отличие от других лазерных систем, не повреждает кожу даже при высокой концентрации в ней меланина.

Работа эпилятора основана на принципе избирательного фототермолиза – поглощения энергии меланином волоса и гемоглобином крови. Так же, как и при удалении сосудов, происходит коагуляция белков, и волос лишается питания. Одновременно лучи взаимодействуют с меланином, что также разрушает волосяной фолликул вместе со стержнем волоса.

Сферы применения лазера Er:YAG

Полезные свойства YAG-лазера обусловлены процессом абляции – контролируемого разрушения мягких тканей. За счет активного поглощения водой квантов наблюдается быстрая вапоризация (испарение) тонкого слоя кожи без повреждения окружающих структур. В косметологии аппарат Er:YAG laser используется преимущественно в процедурах лазерной шлифовки лица и тела.

Методика помогает устранить:

• грубые гипертрофические шрамы;
• атрофические рубцы после перенесенной угревой сыпи;
• доброкачественные новообразования (папилломы, эпидермальные невусы, сигингиомы, ксантелазмы, кератомы);
• возрастные изменения – глубокие мимические морщины вокруг глаз, рта, в области лба, "кольца Венеры" на шее;
• пигментные пятна различного происхождения (солнечные, патологические, гормональные);
• растяжки на теле – после изменения веса, похудения, беременности.

Агрегат эффективно работает как с мелкими дефектами кожи, так и с патологическими процессами, охватывающими обширные участки.

Эрбиевые лазерные системы также применяются в:

• Стоматологии – лечение кариеса, заболеваний пародонта, коррекция клиновидного дефекта, уменьшение чувствительности зубной эмали.
• Гинекологии – для интимного омоложения, лечения атрофических изменений, устранения рубцов после операций и др.
• Трихологии – лечение и профилактика андрогенной алопеции, восстановление роста волос.

ИАГ-лазеры данного типа привлекательны не только для специалиста, но и для пациента. Они создают меньше дискомфорта, чем другие лазерные системы, не причиняют сильной боли, не требуют длительной реабилитации.

Современные YAG-лазеры (lasers), легированные неодимом и эрбием, широко применяются в лечебно-эстетической практике в Москве и регионах. Оба типа аппаратов работают по единому принципу лазерного излучения, однако на выходе получаются импульсы с разными физическими свойствами. Этим фактом обусловлены сферы применения оборудования. Неодимовые излучатели используются для широкого спектра косметических процедур – удаления татуировок, карбонового пилинга, эпиляции, коррекции сосудов. Эрбиевые модели нашли применение в разных отраслях медицины, а в косметологии востребованы преимущественно в омолаживающих целях.