Le laser en dermatologie pédiatrique: comment ça marche?

Si les lasers sont entrés dans le domaine de l’utilisation courante au niveau de l’industrie, de la défense nationale ainsi qu’aux niveaux médical et chirurgical, c’est grâce à de nombreux esprits scientifiques. Cette avancée est le résultat des travaux menés par Albert Einstein qui fut un véritable visionnaire à son époque (1917) et Maiman qui fabriqua en 1960, le premier laser au monde. Le mot laser est un acronyme anglo-saxon, constitué des initiales servant à décrire le principe du laser :  « light amplification by stimulated emission of radiation  » (amplification de lumière par émission stimulée de radiation). En clair, un laser est une source rayonnant un concentré de lumière.

Notions sur la lumière
La lumière solaire, dite  » blanche « , est due à l’amalgame de plusieurs couleurs, comme on le voit quand les rayons du soleil passant à travers les gouttes de pluie, forment un arc-en- ciel sur un écran nuageux : la lumière blanche est décomposée en couleurs fondamentales.

Couleur
Pourquoi la couleur verte est-elle perçue comme telle ? Lorsque le support de cette  » couleur  » reçoit une lumière blanche, il se produit un phénomène d’absorption et de réflexion. Toutes les couleurs fondamentales de la lumière blanche sont absorbées à l’exception de la couleur verte qui, réfléchie, deviendra alors perceptible. Cela revient à dire que toutes les longueurs d’onde constituant le spectre solaire auront été absorbées sauf celles comprises entre 0,511 et 0,572 microns, responsables de la couleur verte. Dans le cas de la couleur perçue comme blanche, cela signifie que l’ensemble des longueurs d’onde constituant la lumière visible est réfléchie par le support (aucune n’étant absorbée). Inversement, la couleur noire traduit l’absorption intégrale de toute la lumière visible (0,405 micron à 0,710 micron). Ainsi, toute couleur correspond à une longueur d’onde qui lui est propre.

Mais qu est ce que la lumière ?
C’est une forme d’énergie qui est véhiculée à l’échelon microscopique par des  » grains de lumière >> ou photons. Ces photons sont émis à partir d’un atome, et peuvent osciller selon des longueurs d’onde très variables. Bohr et de Broglie vont nous aider à comprendre ce phénomène.

Lorsqu’on considère un atome « X » dans lequel gravitent  » Y  » électrons, ceux-ci circulent autour du noyau sur des orbites qui leur sont propres et stables. A ces orbites correspondent des énergies particulières. Lorsqu’un de ces électrons va changer d’orbite, il va en même temps acquérir ou céder de l’énergie. Quoiqu’il en soit, au bout d’un certain laps de temps, il retournera obligatoirement sur son orbite d’origine en restituant ou en récupérant l’énergie mise en jeu au départ. Cette énergie est matérialisée sous forme de photons.

Comment obtient-on un faisceau laser ?
A partir d’atomes particuliers et sélectionnés, contenus soit dans un mélange gazeux, soit dans un milieu solide. Ce solide ou ce gaz sont compris dans une chambre (milieu ou source), elle-même située entre deux miroirs (cavité résonante). La source sera excitée par un phénomène de pompage (décharge électrique, flash lumineux) qui va assurer ce que l’on appelle l’inversion de la population. C’est à-dire que les atomes actifs du milieu vont absorber l’énergie délivrée par la décharge électrique ou l’éclair lumineux, en portant certains de leurs électrons sur une orbite plus éloignée du noyau qu’à l’état basal. Cette étape est instable et les électrons une fois excités, vont spontanément réintégrer leur orbite d’origine en émettant un photon. Ces photons vont commencer à circuler dans le milieu, réfléchis aux deux extrémités par les miroirs. Ces deux miroirs forment une cavité de résonance.

L’un des deux miroirs est totalement réfléchissant alors que l’autre ne l’est que partiellement pour permettre aux photons de sortir de la cavité lorsqu’ils lui auront fourni un faisceau d’une intensité suffisante. Ces photons une fois libérés, vont en un mouvement incessant de va-et-vient engendrer la libération d’autres photons par les électrons qui n’auront pas encore réintégré leur orbite primitive. Il se produit un << phénomène en cascade >>, qui au bout d’un laps de temps va aboutir à l’intérieur de la cavité de résonance à une  » surpopulation >> de photons qui posséderont tous la même phase, et la même direction. Ainsi est obtenue une véritable amplification de la lumière. Le faisceau ainsi obtenu en sortie de source, possède quatre propriétés fondamentales, à savoir :

  • l’unidirectionalité (à la différence d’une lampe à incandescence, qui, elle, est multidirectionnelle);
  • le monochromatisme (alors que la même lampe à incandescence procure une lumière constituée de plusieurs longueurs d’onde différentes);
  • une cohérence spatiale et temporelle (les caractéristiques du faisceau restant identiques au même moment, mais en deux points différents, et en un même point, mais à deux instants différents);
  • la puissance

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