Што азначае LASER? Цікавы адказ!

Harry Flores 16-06-2023
Harry Flores

Калі вы даўно працуеце з лазерамі, вы, напэўна, ужо ведаеце, што тэрмін «лазер» - гэта абрэвіятура. Гэта расшыфроўваецца як Узмацненне святла шляхам стымуляванага выпраменьвання радыяцыі.

Лазер - гэта карысны вузкі прамень святла, які выкарыстоўваецца ў розных прыборах, такіх як ліхтарыкі, электрычныя лямпачкі і многія хатнія прылады. У 60-х гадах гэта была перадавая тэхналогія, якая выкарыстоўвалася ў буйных галінах і прыладах высокага класа. Сёння лазеры паўсюль, у тым ліку ў дамах, гандлёвых цэнтрах і офісах.

Лазеры - гэта цікавая тэхналогія з іншым механізмам працы, чым звычайныя крыніцы святла. Такім чынам, давайце пральём святло на гэта.

Глядзі_таксама: Ці могуць каёты бачыць інфрачырвонае святло? Дзіўны адказ!

Гісторыя лазераў

Гісторыя лазераў вяртае нас у 1960 год, калі Тэадор Х. Майман стварыў першы лазер у даследчых лабараторыях Х'юза . Даследаванне было заснавана на працы, праведзенай папярэднімі даследчыкамі Чарльзам Хардам Таунсам і Артурам Леанардам Шаўлоў.

У той час лазеры лічыліся інавацыйнай тэхналогіяй. Ён у асноўным выкарыстоўваўся ў буйных галінах прамысловасці прафесіяналамі пры поўнай бяспецы. Тым не менш, гэта стала больш распаўсюджаным.

Адным з вядомых выпадкаў лазераў у сучасным лічбавым свеце з'яўляюцца аптычныя валакна, якія выкарыстоўваюцца ў тэлекамунікацыях. Напрыклад, за апошнія некалькі гадоў тэхналогія Ethernet развілася з хуткасці 2,94 мегабайт у секунду (Мбіт/с) да 100 Мбіт/с.

Артыкул Optical Society (OSA)у 2016 годзе група даследчыкаў здолела перадаць 560 гігабайт у секунду (Гбіт/с) даных на адлегласць больш за 2 кіламетры праз аднамодавае аптычнае валакно. Гэта было вельмі ўражліва ў прамысловых і камерцыйных прымяненнях.

Аўтар выявы: Юрген Фэлхле, Shutterstock

Механізм працы лазераў

Святло распаўсюджваецца ў форме крывых або хвалі. Адлегласць ад аднаго піка хвалі да другога называецца даўжынёй хвалі.

Лазеры выпраменьваюць кагерэнтныя прамяні святла, якія з'яўляюцца як прасторавымі, так і часавымі. Іх механізм працы ўключае кагерэнтнае электрамагнітнае поле, усе хвалі якога маюць аднолькавую частату і даўжыню хвалі.

Лазер мае рэзонатар, камеру, якая адлюстроўвае бачныя, ультрафіялетавыя і інфрачырвоныя хвалі. Яго даўжыня такая, што хвалі ўзмацняюць адна адну. Поласць складаецца з любога з трох станаў рэчыва: цвёрдага, вадкага або газавага. Тып матэрыялу рэзонатара ацэньвае даўжыню хвалі выхаду.

На абодвух канцах рэзонатара прымацаваны люстэркі. Адзін з іх цалкам адлюстроўвае, не даючы энергіі абмінуць яго. Другі з'яўляецца напаўадбівальным, дазваляючы пранікаць толькі 5% энергіі.

Унутры паражніны ўтвараецца электрамагнітнае поле з-за накачкі. Ён з'яўляецца на натуральнай частаце атама матэрыялу паражніны. Хвалі працягваюць адлюстроўвацца наперад і назад паміж абодвума люстэркамі.

Гэтыя электрамагнітныя хваліузнікаюць з канца поласці, які мае паўадбівальнае люстэрка. У выніку атрымліваецца бесперапынны прамень або некалькі кароткіх і магутных імпульсаў.

Лазеры супраць тыповых крыніц святла: у чым розніца?

Светлавы прамень складаецца з розных колераў, кожны з якіх мае розную даўжыню хвалі. Напрыклад, чырвонае святло мае больш выцягнутую даўжыню хвалі, чым сіняе святло, у той час як сіні сам па сабе даўжэй фіялетавага.

Сонечнае святло і святло лямпачкі маюць розныя колеры і даўжыні хваль. Такім чынам, усе гэтыя колеры спалучаюцца і даюць нам белае святло. Лазер працуе зусім інакш. Гэта не натуральная, а штучная тэхналогія, створаная чалавекам.

Лазеры ствараюць вузкі прамень святла, які складаецца з некалькіх хваль з аднолькавай даўжынёй хваль. Гэтыя светлавыя хвалі рухаюцца разам, што азначае, што ўсе іх пікі выстройваюцца ў адну фазу. Вось чаму іх прамяні больш вузкія, яркія і больш сфакусаваныя, чым звычайныя агні.

Лазерны прамень не распаўсюджваецца ўсюды, як ліхтарык. Такім чынам, ён можа падарожнічаць на вялікія адлегласці і канцэнтраваць цяжкую энергію ў адной вобласці, выглядаючы ў выглядзе кропкі. Фактычна, лазеры могуць нават пранікаць у неба і іх можна бачыць з самалётаў.

3 параметры для характарыстыкі лазераў

Пры вызначэнні выкарыстання лазераў для канкрэтных прыкладанняў ёсць тры агульныя параметры, пра якія трэба памятаць. Да іх адносяцца:

1. Магутнасць

Аўтар выявы: Куку Андрэй Адрыян, Shutterstock

Вы можацецяпер лёгка знайсці магутныя лазеры. Яны выгадныя прадпрыемствам, якія займаюцца металаапрацоўкай, вайскоўцам. Гэтыя прафесіяналы выкарыстоўваюць лазеры з двухзначнай магутнасцю ў кілават, каб павялічыць ураджайнасць і павысіць прадукцыйнасць.

2. Дакладнасць

Для максімальнай дакладнасці прамень лазернага святла павінен быць сфакусіраваны ў маленькай кропцы. На шчасце, зараз вы можаце атрымаць высакаякасную оптыку, якая дапаможа вам сфакусаваць прамень святла на пэўную мэту. Гэта ўдасканальвае і павышае якасць тавараў, вырабленых на буйных прадпрыемствах.

Дакладнасць лазераў таксама робіць іх выдатным выбарам для медыцынскіх экспертаў.

3. Універсальнасць

Аўтар выявы: OlTarakanov, Shutterstock

Лазеры маюць розныя функцыі ў залежнасці ад іх спектральнага элемента. Такім чынам, інжынеры, медыцынскія работнікі і іншыя эксперты могуць выкарыстоўваць лазеры з рознай даўжынёй хвалі для выканання разнастайных функцый.

Некаторыя іншыя параметры для ацэнкі лазера ўключаюць яго энергію на імпульс і якасць прамяня. Заўсёды ўлічвайце гэтыя фактары, каб пераканацца, што вы выбіраеце правільны тып лазера.

Выкарыстанне лазераў

Лазеры з'яўляюцца важнай часткай сучасных прыбораў і інструментаў. Яны выкарыстоўваюцца ў некалькіх галінах, у тым ліку ў тэлекамунікацыях, дакладных інструментах, абароне, вопратцы, даследаваннях і электроніцы.

Давайце паглядзім на варыянты выкарыстання лазераў у кожнай галіны:

Аўтар выявы: donatas1205,Shutterstock

Глядзі_таксама: Ці лётаюць качкі? Як працуе Duck Flight?

Сувязь

Лазерная тэхналогія выкарыстоўваецца ў наступных галінах для паляпшэння сувязі:
  • Сканеры штрых-кодаў. У прадуктовых крамах ёсць сканеры штрых-кодаў, якія працуюць з дапамогай лазера для счытвання штрых-кодаў, надрукаваных на прадуктах. Гэтыя сканеры пераўтвараюць штрых-коды ў лічбы, зразумелыя кампутарам на касе.
  • DVD-прайгравальнікі і запісвальнікі. Сучасныя DVD-прайгравальнікі і запісвальнікі пастаўляюцца з паўправадніковым лазерным прамянём, які пераўтворыць шаблон даных, надрукаваны на CD або DVD, у лічбы. Затым убудаваны камп'ютэрны чып ператварае гэтыя лічбы ў розныя музычныя і лічбавыя носьбіты.
  • Лазерныя прынтэры. У новых мадэлях лазерных прынтараў выкарыстоўваецца лазерная тэхналогія для атрымання больш дакладных і выразных вынікаў.
  • Валаконна-аптычныя кабелі. Лазеры з'яўляюцца часткай валаконна-аптычных кабеляў і фатонікі, тэхналогіі, якая выкарыстоўвае фатоны ў святле для сувязі. Яны таксама выкарыстоўваюцца для перадачы інтэрнэт- і тэлевізійных сігналаў.

Электроніка

К кампанентам сучасных камп'ютараў і электронных прыбораў адносяцца лазеры. Гэтая перадавая тэхналогія робіць прылады больш функцыянальнымі, даступнымі, дакладнымі і простымі ў выкарыстанні.

Аўтар выявы: nepool, Shutterstock

Інструменты

Лазерныя інструменты ўключаюць :
  • Інструменты для рэзкі CO2. У многіх галінах прамысловасці выкарыстоўваюцца рэжучыя інструменты, якія працуюць ад CO2-лазераў. Гэтыяінструменты простыя ў эксплуатацыі і забяспечваюць дакладнасць. Лепшая частка заключаецца ў тым, што гэтыя пласты не патрабуюць завострывання, як звычайныя нажы. Фактычна, рэжучыя інструменты з лазерным харчаваннем могуць праразаць тоўсты метал і алмазы.
  • Лазеры з робатам. Гэтыя лазеры рэжуць тканіну рознага дызайну, якая выкарыстоўваецца для вырабу розных тыпаў адзення. Яны пазбаўляюць ад неабходнасці карыстацца голымі рукамі пры вырабе адзення. Робатакіраваныя лазеры больш хуткія і дакладныя, павышаючы прадукцыйнасць і эфектыўнасць.
  • Спектрометры дапамагаюць навукоўцам вызначаць, з чаго зроблены розныя аб'екты. Напрыклад, марсаход Curiosity выкарыстаў лазерныя спектрометры, каб высветліць тыпы хімічных рэчываў у пэўных горных пародах на Марсе.

Медыцына

Дакладная прырода лазераў вельмі важная ў лекі. Яны дапамагаюць выконваць розныя аперацыі для дакладнасці, якую яны прапануюць. Напрыклад, хірургі і прафесіяналы выкарыстоўваюць лазеры для ліквідацыі ракавых пухлін і лячэння дэфектаў зроку.

Абарона

Большасць ваеннаслужачых выкарыстоўваюць зброю з лазерным прывадам для дасягнення больш дакладных і магутных стрэлаў. Лазеры таксама выкарыстоўваюцца ў розных тыпах ракет і іншых боепрыпасаў высокага класа.

Аўтар выявы: nikkytok, Shutterstock

Даследаванні NASA

На працягу многіх гадоў NASA місіі скарысталіся лазернымі тэхналогіямі для вывучэння розных тыпаў матэрыі ў атмасферы Зямлі,асабліва газаў. Яны таксама складаюць карты паверхняў розных нябесных аб'ектаў, у тым ліку планет, астэроідаў і спадарожнікаў.

З дапамогай лазераў навукоўцы таксама ацанілі адлегласць паміж Зямлёй і Месяцам. Яны зрабілі гэта, вызначыўшы час, неабходны лазернаму прамяню, каб дасягнуць Месяца і вярнуцца.

Заключныя думкі

Лазер - гэта абрэвіятура ад Light Amplification ад Stimulated. Выпраменьванне радыяцыі. Лазерны прамень адрозніваецца ад звычайных крыніц святла, такіх як ліхтарыкі і сонечнае святло.

У адрозненне ад іншых крыніц святла, лазерны прамень складаецца з хваль з аднолькавай даўжынёй хвалі. У выніку ён вузейшы, ярчэйшы і больш дакладны, чым святло ад лямпачкі. Дзякуючы гэтым асаблівасцям, лазернае святло можа нават падарожнічаць у неба, і вы можаце бачыць яго з самалёта.

Сёння лазеры выкарыстоўваюцца ў медыцыне, абароне, тэлекамунікацыях, даследаваннях і многіх іншых галінах прамысловасці.

Вас можа зацікавіць: Што такое дыёдны лазер? Цікавы адказ!

Крыніцы
  • //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

Прапанаваны відарыс: SD-Pictures, Pixabay

Harry Flores

Гары Флорэс - вядомы пісьменнік і захоплены арнітолаг, які правёў незлічоныя гадзіны, даследуючы свет оптыкі і назіраючы за птушкамі. Вырасшы на ўскраіне невялікага гарадка на паўночным захадзе Ціхага акіяна, Гары моцна захапіўся светам прыроды, і гэтае захапленне толькі ўзмацнілася, калі ён пачаў даследаваць прыроду самастойна.Пасля заканчэння адукацыі Гары пачаў працаваць у арганізацыі аховы дзікай прыроды, што дало яму магчымасць падарожнічаць у самыя аддаленыя і экзатычныя месцы на планеце, каб вывучаць і дакументаваць розныя віды птушак. Менавіта падчас гэтых падарожжаў ён адкрыў для сябе мастацтва і навуку оптыкі, і адразу захапіўся.З таго часу Гары шмат гадоў вывучаў і выпрабоўваў рознае аптычнае абсталяванне, у тым ліку біноклі, прыцэлы і камеры, каб дапамагчы іншым лаўцам птушак атрымаць максімальную карысць ад іх вопыту. Яго блог, прысвечаны ўсім, што звязана з оптыкай і назіраннем за птушкамі, з'яўляецца скарбніцай інфармацыі, якая прыцягвае чытачоў з усяго свету, якія хочуць даведацца больш аб гэтых захапляльных тэмах.Дзякуючы сваім велізарным ведам і вопыту, Гары стаў паважаным голасам у супольнасці оптыкі і назірання за птушкамі, і яго парады і рэкамендацыі карыстаюцца попытам як для пачаткоўцаў, так і для вопытных аматараў птушак. Калі ён не піша і не назірае за птушкамі, Гары звычайна можна знайсціваждацца са сваім рыштункам або праводзіць час з сям'ёй і хатнімі жывёламі.