As jy al lank met lasers werk, weet jy waarskynlik reeds dat die term "laser" 'n afkorting is. Dit staan ​​vir Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.

'n Laser is 'n nuttige, smal ligstraal wat in verskeie instrumente gebruik word, soos flitse, gloeilampe en baie huishoudelike gereedskap. In die 60's was dit 'n voorpunt-tegnologie wat in groot nywerhede en hoë-end toestelle gebruik is. Vandag is lasers oral, insluitend in huise, winkelsentrums en kantore.

Lasers is 'n interessante tegnologie met 'n ander werkende meganisme as gewone ligbronne. So, kom ons werp bietjie lig daarop.

The History of Lasers

Die geskiedenis van lasers neem ons terug na 1960 toe Theodore H. Maiman die eerste laser by Hughes Research Laboratories gebou het . Die studie is gebaseer op die werk wat deur vorige navorsers Charles Hard Townes en Arthur Leonard Schawlow gedoen is.

Gedurende hierdie tyd is lasers as 'n innoverende tegnologie beskou. Dit is hoofsaaklik in groot nywerhede gebruik deur professionele persone onder volwaardige veiligheid. Dit het egter meer algemeen geword.

Een van die noemenswaardige gevalle van lasers in vandag se digitale wêreld is die optiese vesels wat in telekommunikasie gebruik word. Byvoorbeeld, ethernet-tegnologie het oor die afgelope paar jaar ontwikkel van 2,94 megagrepe per sekonde (Mbps) spoed tot 100 Mbps.

'n Artikel deur die Optical Society (OSA)in 2016 het 'n span navorsers berig wat daarin geslaag het om 560 gigagrepe per sekonde (Gbps) data oor 2 kilometer deur 'n enkelmodus optiese vesel oor te dra. Dit was nogal indrukwekkend in industriële en kommersiële toepassings.

Beeldkrediet: Juergen Faelchle, Shutterstock

The Working Mechanism of Lasers

Lig beweeg in die vorm van kurwes of golwe. Die afstand van een golfpiek na 'n ander word die golflengte genoem.

Lasers straal koherente ligstrale uit wat beide ruimtelik en tydelik is. Hul werkmeganisme sluit 'n koherente elektromagnetiese veld in met al die golwe wat dieselfde frekwensie en golflengte het.

'n Laser het 'n holte, 'n kamer wat sigbare, ultraviolet- en infrarooi golwe weerkaats. Die lengte daarvan is so dat die golwe mekaar versterk. Die holte bestaan ​​uit enige van die drie toestande van materie: vastestof, vloeistof of gas. Die tipe holtemateriaal evalueer die uitset se golflengte.

Daar is spieëls aan beide kante van die holte geheg. Een van hulle is heeltemal reflektief, wat verhoed dat die energie dit omseil. Die ander een is semi-reflektief, wat slegs 5% van die energie toelaat om binne te dring.

'n Elektromagnetiese veld vorm binne die holte as gevolg van die pompaktiwiteit. Dit verskyn by die holtemateriaal se natuurlike atoomfrekwensie. Die golwe hou aan om heen en weer tussen beide spieëls te reflekteer.

Hierdie elektromagnetiese golweontstaan ​​uit die holte se einde, wat 'n semi-reflektiewe spieël het. Die resultaat is 'n aaneenlopende straal of veelvuldige kort en kragtige pulse.

Lasers vs. Tipiese ligbronne: Wat is die verskil?

'n Ligstraal bestaan ​​uit verskillende kleure wat elkeen verskillende golflengtes het. Rooi lig het byvoorbeeld 'n meer verlengde golflengte as blou lig, terwyl blou self langer as pers is.

Die sonlig en die lig van 'n gloeilamp het verskillende kleure en golflengtes. So, al hierdie kleure kombineer en gee ons wit lig. Die laser werk heel anders. Dit is nie natuurlik nie maar kunsmatige, mensgemaakte tegnologie.

Lasers produseer 'n smal ligstraal wat bestaan ​​uit veelvuldige golwe met soortgelyke golflengtes. Hierdie liggolwe beweeg saam, wat beteken dat hul pieke almal in een fase in lyn is. Dit is hoekom hul strale smaller, helderder en meer gefokus is as gewone ligte.

Die laserstraal versprei nie oral soos 'n flitslig nie. Dit kan dus langer afstande reis en swaar energie in een area konsentreer, wat as 'n kolletjie verskyn. Trouens, lasers kan selfs die lug binnedring en kan vanaf vliegtuie gesien word.

The 3 Parameters to Characterize Lasers

Wanneer die gebruik van lasers vir spesifieke toepassings bepaal word, is daar drie algemene parameters om in gedagte te hou. Dit sluit in:

1. Krag

Beeldkrediet: Cucu Andrei Adrian, Shutterstock

Jy kanvind nou maklik hoëkraglasers. Hulle is voordelig vir maatskappye wat met metaalverwerking en militêre manne werk. Hierdie professionele persone gebruik lasers met dubbelsyfer kilowatt-krag om die opbrengs te verhoog en die uitset te verbeter.

2. Presisie

Die laserligstraal moet op 'n klein punt gefokus word vir maksimum akkuraatheid. Gelukkig kan jy nou hoëgehalte-optika kry wat jou help om die ligstraal af na 'n spesifieke teiken te fokus. Dit verfyn en verhoog die kwaliteit van goedere wat in groot nywerhede vervaardig word.

Die akkuraatheid van lasers maak dit ook 'n uitstekende keuse vir mediese kundiges.

3. Veelsydigheid

Beeldkrediet: OlTarakanov, Shutterstock

Lasers kom met verskillende funksies gebaseer op hul spektrale element. Dus, ingenieurs, mediese beroepslui en ander kundiges kan lasers van verskillende golflengtes gebruik om veelsydige funksies uit te voer.

Sommige ander parameters om 'n laser te beoordeel sluit in sy energie per pols en die straalkwaliteit. Oorweeg altyd hierdie faktore om te verseker dat jy die regte tipe laser kry.

Die gebruike van lasers

Lasers is 'n noodsaaklike deel van moderne toestelle en instrumente. Hulle word in verskeie industrieë gebruik, insluitend telekommunikasie, presisiegereedskap, verdediging, klere, navorsing en elektronika.

Kom ons kyk na die gebruiksgevalle van lasers in elke industrie:

Beeldkrediet: donatas1205,Shutterstock

Kommunikasie

• Strepiekodeskandeerders. Die kruidenierswinkels het strepieskodeskandeerders wat op die laser werk om die strepieskodes wat op die produkte gedruk is, te lees. Hierdie skandeerders skakel die strepieskodes om in nommers wat verstaanbaar is vir die rekenaars by die betaalpunt.
• DVD-spelers en -opnemers. Moderne DVD-spelers en -opnemers kom met 'n halfgeleier-laserstraal wat die datapatroon wat op die CD's of DVD's gedruk is in getalle omskakel. Dan verander 'n ingeboude rekenaarskyfie hierdie nommers in verskillende musiek en digitale media.
• Laserdrukkers. Nuwe laserdrukkermodelle gebruik lasertegnologie om meer presiese en skerper resultate te gee.
• Optiese veselkabels. Lasers is deel van optiese veselkabels en fotonika, 'n tegnologie wat fotone in die lig vir kommunikasie gebruik. Hulle word ook gebruik om internet- en TV-seine te dra.

Elektronika

Die komponente van moderne rekenaars en elektroniese toestelle sluit lasers in. Hierdie voorpunt-tegnologie maak die toestelle meer funksioneel, toeganklik, akkuraat en maklik om te gebruik.

Beeldkrediet: nepool, Shutterstock

Gereedskap

• CO2-snygereedskap. Baie nywerhede gebruik snygereedskap wat deur CO2-lasers aangedryf word. Hierdiegereedskap word maklik bedryf en bied akkuraatheid. Die beste deel is dat hierdie lae nie geslyp moet word soos gewone messe nie. Trouens, laser-aangedrewe snygereedskap kan deur dik metaal en diamante sny.
• Robotgeleide lasers. Hierdie lasers sny lap in verskillende ontwerpe wat gebruik word om verskillende soorte klere te maak. Hulle roei die behoefte uit om kaal hande te gebruik in die vervaardiging van klere. Die robo-geleide lasers is vinniger en meer presies, wat produktiwiteit en doeltreffendheid verbeter.
• Spektrometers help wetenskaplikes om te bepaal waarvan verskillende voorwerpe gemaak is. Die Curiosity-rover het byvoorbeeld laser-geïnfuseerde spektrometers gebruik om die tipe chemikalieë in spesifieke gesteentes op Mars uit te vind.

Medisyne

Die presiese aard van die lasers is baie belangrik in medisyne. Hulle help om verskeie operasies uit te voer vir die akkuraatheid wat hulle bied. Chirurge en professionele persone gebruik byvoorbeeld lasers om kankergewasse uit te skakel en gebrekkige sig te behandel.

Verdediging

Die meeste militêre personeel gebruik laser-aangedrewe wapens om meer akkurate en kragtige skote te kry. Lasers word ook in verskillende soorte missiele en ander hoë-end ammunisie gebruik.

Beeldkrediet: nikkytok, Shutterstock

NASA Navorsing

Oor die jare het NASA missies het voordeel getrek uit lasertegnologie om verskillende soorte materie in die aarde se atmosfeer te bestudeer,veral gasse. Hulle karteer ook die oppervlaktes van verskeie hemelse voorwerpe, insluitend planete, asteroïdes en mane.

As gevolg van lasers het wetenskaplikes ook die afstand tussen die Aarde en die maan geëvalueer. Hulle het dit gedoen deur die tyd te bepaal wat 'n laserstraal neem om die maan te bereik en terug te keer.

Final Thoughts

Laser is 'n akroniem vir Light Amplification by Stimulated Emissie van straling. Die laserstraal verskil van gewone ligbronne, soos flitse en sonlig.

Anders as ander ligbronne bestaan ​​die laserstraal uit golwe met dieselfde golflengte. As gevolg hiervan is dit smaller, helderder en meer presies as die lig wat van 'n gloeilamp af kom. As gevolg van hierdie kenmerke kan laserlig selfs na die lug reis, en jy kan dit vanaf 'n vliegtuig sien.

Vandag word lasers gebruik in medisyne, verdediging, telekommunikasie, navorsing en verskeie ander nywerhede.

Jy sal dalk belangstel: Wat is 'n diodelaser? Die interessante antwoord!

• //byjus.com/physics/laser/
• //byjus.com/physics/electromagnetic-field/
• // www.osa.org/en-us/about_osa/newsroom/news_releases/2016/record-breaking_signal_transmission_capacity_paves/
• //spaceplace.nasa.gov/laser/en/
• //spaceplace. nasa.gov/mars-curiosity
• //celasers.com/knowledge-center/what-does-laser-stand-for-laser-history-explained
• //www.gentec-eo.com/blog/full-meaning-laser-acronym

Krediet vir uitstalbeeld: SD-Pictures, Pixabay