エキシマレーザーとは

屈折異常の治療はエキシマレーザーを用いて行います。

レーザーはLight Amplification by Simulated Emission of Radiationの略で、位相がそろって振幅が大きく、波長が極めて短い、非常に強いエネルギーを持た光の束をいいます。

物質を細かく分解していくと、ついには分子や原子に到達します。原子の中心部には陽子と中性子からなる原子核があり、原子核のはるか遠方にはマイナスに帯電した電子が雲のようにある確率で分布しています。

わかりやすいイメージとして、電子が電子雲の軌道上で原子核を中心に存在していると考えてください。
この軌道は中心に近いほうからK軌道、M軌道と名前がつけられています。電子は中心に近い軌道のほうが安定的に存在できるため、外部からエネルギーを受けてL軌道やm軌道に遷移している状態から、K軌道に落ち込もうとします。このエネルギーの差が光として外部に放出されます。

電子などの素粒子は粒子と波としての性質を兼ね備えていますが、光も同様です。光を波と考えたとき、波の山と山の距離を波長といい、波の山と谷の差を振幅といいます。振幅は波の重ね合わせよって、増幅されたり打ち消されたりします。

光のエネルギーは振動数の二乗と振幅に比例します。振動数は波長の逆数ですから波長が短いほど大きなエネルギーを発生します。また位相が同じであれば干渉して振幅が増大し、エネルギーも増大します。自然界では位相のそろった光はなく、人工的に位相を同じにした光がレーザーです。

レーザーに用いられている物質は炭素ガス、ルビー、アルゴン、キセノンなどさまざまで、ヘリウムイオンを用いた赤いレーザーは小型化されてレーザーポインターとして日常よく使われています。

屈折矯正手術で用いるエキシマレーザーはフッ化アルゴン（エキシマガス）に2万5000ボルトの高電圧をかけて発生させます。
エキシマガスからでた光の振動数は非常に大きく、その逆数であるは波長は193ナノメーター（ナノは10のマイナス9乗）で、レーザーの中でも二番目に短い波長をもっています。通常の可視光は黄色の波長で580ミクロンです。

また、エキシマレーザーは波長が非常に短いため、熱や衝撃波をほとんど与えずに照射された物質を蒸発させることができます。角膜に対しては一発照射すると0.25ミクロン削ることができます。エキシマレーザーは照射しても物質の温度を上昇させないため別名「コールドレーザー」ともいわれます。

エキシマレーザーを屈折矯正手術に用いる場合は屈折度数によって照射数がことなります。マイナス10Dの近視に対する照射数は480発です。この照射によって角膜中央部や[480x0.25=120]より120ミクロン削られることになります。

レーザー屈折矯正手術で用いられるレーザーには、エキシマレーザーのほかに波長213ナノメーターの水晶を用いた半導体レーザーがあります。その出力はエキシマレーザーより低く、同じ効果を得るための照射時間はエキシマレーザーよりも長くなります。