Применение эксимерных лазеров
Почему же эксимерные лазеры так важны?
Во-первых, они являются одним из важнейших современных инструментов микрохирургии. Почти все биологические ткани очень хорошо поглощают ультрафиолетовое излучение, и при уменьшении длины волны поглощение резко растет. Поэтому УФ-излучение проникает в ткани на очень малую глубину, отдавая тонкому слою всю энергию светового импульса (а она у эксимерных лазеров достаточно велика). В результате происходит практически мгновенное нагревание очень небольшого фрагмента до высокой температуры, ткань разрушается, а продукты её разрушения испаряются. Все это происходит настолько быстро и настолько локально, что ни тепло, ни продукты разрушения не успевают распространиться к соседним участкам ткани, которые остаются невредимыми. Этот процесс называется лазерной абляцией. Человек не испытывает никаких болевых ощущений, а удалять можно исключительно тонкие слои и фрагменты, не затрагивая окружающие ткани. Такое использование эксимерного лазера запатентовала (US 4784135) в 1988 году группа американских физхимиков из компании IBM: Рангасвами Шринивасан, Сэмюэль Блум и Джеймс Винн. Их патент касался стоматологической хирургии, но впоследствии эксимерные лазеры начали применять в дерматологии, например для удаления псориазных пятен и витилиго, а также в кардиохирургии.
Особенно активно эксимерные лазеры используются в хирургии глаза. Если вы слышите словосочетание «лазерная коррекция зрения», то с наибольшей долей вероятности речь идёт именно об эксимерном лазере. Например, широко распространён лазерный кератомилёз хирургическое исправление рефракционных свойств роговицы путём испарения тонкого слоя её ткани в нужных местах, рассчитанных специальной программой (эта операция также известна под аббревиатурой LASIK).
Широкое применение эксимерные лазеры нашли в микроэлектронике, причём здесь их начали использовать задолго до первого медицинского патента, ещё в 1982 году. В частности, эксимерные лазеры используются в современных фотолитографических машинах для изготовления микроэлектронных чипов. Обычно это лазеры «криптон фтор» и «аргон фтор» с длинами волн 248 и 193 нанометра соответственно.
Многие слышали о законе Мура: «Количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца». Этот закон был сформулирован в 1965 году, и уже довольно скоро он должен перестать действовать, поскольку бесконечное уменьшение физических объектов (транзисторов) невозможно. Именно эксимерные лазеры обеспечивали соблюдение этого закона последние 20 лет.
«Лазерная гонка» не прекращается и сегодня. Новые типы лазеров и их отдельных элементов (в частности, резонаторов) появляются ежегодно, причём нередко описания изобретений звучат более чем экзотично. Например, в 2016 году германо-шотландская исследовательская группа создала лазер на материале биологического происхождения модифицированном зелёном флуоресцентном белке (eGFP), вырабатываемом некоторыми видами медуз. По своему типу он относится к поляритонным лазерам специфической разновидности полупроводниковых устройств.
Глава 19. Да, нет, не знаю
Троичная логика это частный случай многозначной логики. В троичной логике элемент может принимать не два значения, а три. Однако существует чёткая троичная логика с однозначно заданными значениями (например, 0, 1, 2 или 1, 0, +1) и нечёткая, где одно, два или все три значения могут быть нечёткими (например, «истинно», «ложно» и «неопределённо»).
Наиболее известна трёхзначная логика, разработанная американским математиком Стивеном Коулом Клини, а первую в истории трёхзначную логику выделил в математическую модель польский философ и логик Ян Лукасевич в 1920 году (третьим значением в логике Лукасевича было «нейтрально»). Обратите внимание: это произошло значительно позже, чем Фаулер построил свою механическую машину: тот практически не опирался на теорию, а проектировал механизм для сугубо практических вычислительных целей.
Надо сказать, что Лукасевич не удовлетворился созданием троичной логики и довёл свою теорию до абсолюта, введя понятие уже упомянутой многозначной логики, где количество принимаемых значений может быть бесконечным. Наиболее известен его труд «Аристотелевская силлогистика с точки зрения современной формальной логики», вышедший в 1951 году и многократно переиздававшийся после того, как в 1956-м Лукасевич умер.
Здесь следует сделать одно важное замечание. Многозначная логика это сложный инструмент, который применяется для решения специфических логических задач, например в теории автоматического управления или, как ни странно, в лингвистике. На практике же реализовать механизмы многозначной логики трудно, и, что важнее, она не даёт значительных преимуществ по сравнению с использованием привычной нам двоичной системы (точнее, преимущества многозначной логики не стоят тех трудностей, с которыми связано её использование в реальной жизни).
И пожалуй, единственным исключением из этого правила является троичная логика, которая всё-таки нашла себе применение в материальном мире.