Działanie lasera w usuwaniu tatuaży.

Światło i długość fali
Aby zrozumieć teorie, która wyjaśnia usunięcie tatuaży przy użycia laserów należy w pierwszej kolejności zrozumieć dlaczego kolor jest kolorem. Widzimy kolory ale rzadko kiedy zastanawiamy się dlaczego je widzimy. Kluczowym pojęciem w tej teorii jest światło, a kluczową właściwością tego światła jest długość fali. Długość fali (Lambda) z definicji jest odległością między dwoma najbliższymi maksimami/minimami fali.
 
Światło naturalne nie jest monochromatyczne, to znaczy nie jest wiązką o jednej długości fali. To co wyrzuca słońce i co po 8 minutach dociera do naszych oczu po przefiltrowaniu przez atmosferę, w zdecydowanej większości składa się z fal w zakresie 400-800nm. Oczywiście są fale krótsze i są fale dłuższe ale ich nasze oczy nie widzą.

Podsumowując więc światło składa się z wielu kolorów, które w połączeniu dają wiązkę bezbarwną!

Absorpcja światła i kolory
Teraz spróbuję wyjaśnić, dlaczego otaczające nas przedmioty widzimy w różnych barwach.

Cała otaczająca nas materia zbudowana jest z pierwiastków, cegiełek które tworzą wszystko co widzimy i czego nie widzimy. Cegiełki mogą łączyć się w nieograniczoną liczę kombinacji, każda z nich posiadająca określone właściwości fizyczne. Oczywiście, właściwości takich jest wiele jak smak, zapach, stan skupienia itd. itp., ale na tym etapie najbardziej interesującą dla nas w świetle opisywanego zagadnienia właściwością jest absorbancja. Nie angażując się w ścisłą definicję absorbancji, w uproszczeniu jest to taka właściwość fizyczna, która mówi jakie światło jest przez daną substancję pochłaniane (jaka długość fali) oraz w jakiej ilości. Niektóre substancje z uwagi na obecność w ich cząsteczkach tak zwanych chromoforów (grup silnie absorbujących światło o określonej długości fali) wykazują właśnie intensywne zabarwienie. Dlaczego Bo jeśli bezbarwna wiązka światła widzialnego pada na taką substancję, część tej wiązki zostanie odfiltrowana i pochłonięta przez chromofory. A jak wcześniej wspomniałem tylko światło z całego zakresu, tj circa 400-800nm ma tą właściwość, że jest bezbarwne. Wiązka taka zostaje następnie odbita od przedmiotu, ale jest ona pozbawiona części zaabsorbowanej i trafia do naszych oczu czego skutkiem jest właśnie widzenie barwy.

kolor długość fali (nm)
czerwony ~ 635-770
pomarańczowy ~ 590-635
żółty ~ 565-590
zielony ~ 520-565
cyjan ~ 500-520
niebieski ~ 450-500
indygo ~ 430-450
fioletowy ~ 380-430

Barwniki i działanie lasera
Barwniki stosowane podczas robienia tatuaży silnie absorbują promieniowanie, stąd widoczny efekt koloru. Za absorpcję promieniowania odpowiedzialne są pewne połączenia między atomami, dlatego niszcząc te połączenia barwnik traci zdolność absorpcji czego widzialnym skutkiem jest zanik barwy.
Światło jest falą elektromagnetyczną i jak każda fala ma swoją energię. Jeśli cząsteczka selektywnie absorbuje daną długość fali oznacza, że absorbuje energię. Jeśli energia ta jest niewielka, wówczas po wyłączeniu ekspozycji stan energetyczny elektronów wraca do pierwotnego poziomu. Dlatego barwa przedmiotu generalnie nie zmienia się w warunkach nazwijmy to normalnych. Co jednak jeśli przedmiot wystawimy na ekspozycję w warunkach bardziej ekstremalnych? Dla przykładu intensywność kolorów plakatu naświetlanego lampą UV zmniejsza się, ponieważ zmniejsza się liczba chromoforów na skutek fotodegradacji (dlatego plakaty pokryte są warstwą filmu absorbującego promieniowanie UV). Ta sama zasada wykorzystywana jest podczas fotodegradacji przy użyciu lasera z tą różnicą, że energie są znacznie większe a czas ekspozycji znacznie krótszy. Lasery używane w usuwaniu tatuaży emitują krótkie impulsy światła (rzędu kilku nanosekund, jedna nsec to 1/1 000 000 000 część sekundy) o określonej długości fali. Tak krótki impuls o dużej energii działa destruktywnie na barwnik, który traci chromofory, jednocześnie nie uszkadzając samej tkanki, która nie wykazuje wysokiej absorbancji przy określonej długości fali.