Co oznacza LASER - ciekawa odpowiedź!

Harry Flores 16-06-2023
Harry Flores

Zobacz też: Do czego służy diafragma w mikroskopie (wyjaśnienie)

Jeśli pracujesz z laserami od dłuższego czasu, zapewne wiesz już, że termin "laser" jest skrótem. Oznacza on Wzmocnienie światła poprzez stymulowaną emisję promieniowania.

Laser to użyteczna, wąska wiązka światła wykorzystywana w wielu instrumentach, takich jak latarki, żarówki i wiele narzędzi domowych. W latach 60-tych była to najnowocześniejsza technologia wykorzystywana w dużych zakładach przemysłowych i urządzeniach wysokiej klasy. Dziś lasery są wszędzie, w tym w domach, centrach handlowych i biurach.

Lasery to ciekawa technologia o innym mechanizmie działania niż zwykłe źródła światła. Rzućmy więc na nią trochę światła.

Historia laserów

Historia laserów sięga 1960 roku, kiedy to Theodore H. Maiman zbudował pierwszy laser w Hughes Research Laboratories. Badanie opierało się na pracy wykonanej przez wcześniejszych badaczy Charlesa Hard Townesa i Arthura Leonarda Schawlowa.

W tym czasie lasery były uważane za innowacyjną technologię. Stosowana była przede wszystkim w dużych branżach przez profesjonalistów w warunkach pełnego bezpieczeństwa. Stała się jednak bardziej powszechna.

Jednym z godnych uwagi przypadków zastosowania laserów w dzisiejszym cyfrowym świecie są światłowody wykorzystywane w telekomunikacji. Na przykład technologia ethernet w ciągu ostatnich kilku lat ewoluowała z prędkości 2,94 megabajtów na sekundę (Mbps) do 100 Mbps.

Artykuł Optical Society (OSA) z 2016 roku informował o zespole badaczy, którym udało się przesłać 560 gigabajtów na sekundę (Gbps) danych na odległość 2 kilometrów przez jednomodowy światłowód. Było to dość imponujące w zastosowaniach przemysłowych i komercyjnych.

Image Credit: Juergen Faelchle, Shutterstock

Mechanizm działania laserów

Światło przemieszcza się w postaci krzywych lub fal. Odległość od jednego szczytu fali do drugiego nazywamy długością fali.

Lasery emitują spójne wiązki światła, które są zarówno przestrzenne, jak i czasowe. Ich mechanizm działania obejmuje spójne pole elektromagnetyczne, w którym wszystkie fale mają tę samą częstotliwość i długość fali.

Laser ma wnękę, komorę, która odbija fale widzialne, ultrafioletowe i podczerwone.Jego długość jest w taki sposób, że fale wzmacniają się nawzajem.Wnęka składa się z dowolnego z trzech stanów materii: ciała stałego, cieczy lub gazu.Rodzaj materiału wnęki ocenia długość fali wyjściowej.

Na obu końcach wnęki przymocowane są lustra. Jedno z nich jest całkowicie odbijające, co uniemożliwia energii ominięcie go. Drugie jest półodbijające, co pozwala na przeniknięcie tylko 5% energii.

Wewnątrz wnęki powstaje pole elektromagnetyczne spowodowane aktywnością pompowania. Pojawia się ono przy naturalnej częstotliwości atomowej materiału wnęki. Fale odbijają się tam i z powrotem pomiędzy obydwoma lustrami.

Te fale elektromagnetyczne powstają na końcu wnęki, w której znajduje się półodblaskowe lustro. W rezultacie otrzymujemy wiązkę ciągłą lub wiele krótkich i silnych impulsów.

Lasery a typowe źródła światła: Jaka jest różnica?

Wiązka światła składa się z różnych kolorów, z których każdy ma różną długość fali. Na przykład światło czerwone ma bardziej wydłużoną długość fali niż światło niebieskie, natomiast sam niebieski jest dłuższy niż fioletowy.

Światło słoneczne i światło z żarówki mają różne kolory i długości fal.Tak więc, wszystkie te kolory łączą się i daje nam białe światło.Laser działa zupełnie inaczej.To nie jest naturalne, ale sztuczne, technologia stworzona przez człowieka.

Lasery wytwarzają wąską wiązkę światła składającą się z wielu fal o podobnej długości. Te fale świetlne poruszają się razem, co oznacza, że ich szczyty są ustawione w jednej fazie. Dlatego ich wiązki są węższe, jaśniejsze i bardziej skupione niż zwykłe światła.

Wiązka laserowa nie rozprzestrzenia się wszędzie, jak latarka. Dzięki temu może pokonywać większe odległości i koncentrować ciężką energię w jednym obszarze, pojawiając się jako kropka. W rzeczywistości lasery mogą nawet przenikać przez niebo i mogą być widoczne z samolotów.

Zobacz też: Green Dot vs. Red Dot Sight: Jaka jest różnica?

3 parametry charakteryzujące lasery

Określając wykorzystanie laserów do konkretnych zastosowań, należy pamiętać o trzech ogólnych parametrach. Należą do nich:

1. moc

Image Credit: Cucu Andrei Adrian, Shutterstock

Teraz można łatwo znaleźć lasery o dużej mocy. Są one korzystne dla firm zajmujących się obróbką metali i wojskowych. Ci profesjonaliści używają laserów o dwucyfrowej mocy kilowatów, aby zwiększyć wydajność i zwiększyć wydajność.

2. precyzja

Wiązka światła laserowego musi być skupiona na małym punkcie, aby uzyskać maksymalną precyzję. Na szczęście można teraz uzyskać wysokiej jakości optykę, która pomaga skupić wiązkę światła na konkretnym celu. Dzięki temu można udoskonalić i zwiększyć jakość towarów wytwarzanych w dużych zakładach przemysłowych.

Precyzja laserów sprawia, że są one również doskonałym wyborem dla specjalistów z dziedziny medycyny.

3. wszechstronność

Image Credit: OlTarakanov, Shutterstock

Lasery posiadają różne funkcje oparte na ich elementach spektralnych. Tak więc inżynierowie, specjaliści medyczni i inni eksperci mogą używać laserów o różnej długości fali do wykonywania wszechstronnych funkcji.

Niektóre inne parametry do oceny lasera obejmują jego energię na impuls i jakość wiązki. Zawsze należy rozważyć te czynniki, aby upewnić się, że otrzymujesz odpowiedni typ lasera.

Zastosowania laserów

Lasery są niezbędnym elementem nowoczesnych urządzeń i instrumentów. Wykorzystuje się je w wielu branżach, m.in. w telekomunikacji, narzędziach precyzyjnych, obronie, przemyśle odzieżowym, badaniach naukowych i elektronice.

Przyjrzyjmy się przypadkom użycia laserów w poszczególnych branżach:

Image Credit: donatas1205, Shutterstock

Komunikacja

Technologia laserowa jest stosowana w następujących obszarach w celu poprawy komunikacji:
  • Skanery kodów kreskowych. Sklepy spożywcze mają skanery kodów kreskowych, które działają na laserze do odczytu kodów kreskowych wydrukowanych na produktach. Skanery te przekształcają kody kreskowe w liczby zrozumiałe dla komputerów przy kasie.
  • Odtwarzacze i rejestratory DVD. Nowoczesne odtwarzacze i nagrywarki DVD wyposażone są w półprzewodnikową wiązkę laserową, która przekształca wzór danych wydrukowany na płytach CD lub DVD w liczby. Następnie wbudowany układ komputerowy przekształca te liczby w różne rodzaje muzyki i mediów cyfrowych.
  • Drukarki laserowe. Nowe modele drukarek laserowych wykorzystują technologię laserową, która pozwala uzyskać bardziej precyzyjne i wyraźne rezultaty.
  • Kable światłowodowe. Lasery są częścią kabli światłowodowych i fotoniki, technologii wykorzystującej fotony w świetle do komunikacji. Są również wykorzystywane w przenoszeniu sygnałów internetowych i telewizyjnych.

Elektronika

W skład nowoczesnych komputerów i urządzeń elektronicznych wchodzą lasery. Ta najnowocześniejsza technologia sprawia, że urządzenia są bardziej funkcjonalne, dostępne, dokładne i łatwe w obsłudze.

Image Credit: nepool, Shutterstock

Narzędzia

Do narzędzi zasilanych laserem należą:
  • CO2 Cutting Tools. Wiele gałęzi przemysłu wykorzystuje narzędzia tnące zasilane laserami CO2. Narzędzia te są łatwe w obsłudze i oferują precyzję. Najlepsze jest to, że warstwy te nie wymagają ostrzenia jak zwykłe noże. W rzeczywistości narzędzia tnące zasilane laserem mogą przecinać gruby metal i diamenty.
  • Robot-Guided Lasers. Lasery te tną tkaninę w różnych wzorach używanych do produkcji różnych typów odzieży. Eliminują one potrzebę używania gołych rąk w produkcji odzieży. Robo-guided lasery są szybsze i bardziej precyzyjne, zwiększając produktywność i wydajność.
  • Spektrometry pomagają naukowcom określić, z czego zbudowane są różne obiekty. Na przykład łazik Curiosity wykorzystał spektrometry z laserem, aby określić rodzaje substancji chemicznych w określonych skałach na Marsie.

Medycyna

Precyzyjny charakter laserów jest dość kluczowy w medycynie. Pomagają one wykonywać różne operacje ze względu na dokładność, którą oferują. Na przykład chirurdzy i specjaliści używają laserów do eliminowania guzów nowotworowych i leczenia wad wzroku.

Obrona

Większość personelu wojskowego używa broni zasilanej laserem, aby uzyskać bardziej dokładne i potężne strzały. Lasery są również wykorzystywane w różnych rodzajach pocisków i innej amunicji wysokiej klasy.

Image Credit: nikkytok, Shutterstock

Badania NASA

Przez lata misje NASA korzystały z technologii laserowej do badania różnych rodzajów materii w atmosferze ziemskiej, zwłaszcza gazów, a także do mapowania powierzchni różnych obiektów niebieskich, w tym planet, asteroid i księżyców.

Dzięki laserom naukowcy ocenili również odległość między Ziemią a Księżycem. Zrobili to, określając czas, jaki promień lasera zajmuje dotarcie do Księżyca i powrót.

Myśli końcowe

Laser to skrót od Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Wiązka laserowa różni się od zwykłych źródeł światła, takich jak latarki czy światło słoneczne.

W przeciwieństwie do innych źródeł światła, wiązka laserowa składa się z fal o tej samej długości fali. W rezultacie jest węższa, jaśniejsza i bardziej precyzyjna niż światło pochodzące z żarówki. Ze względu na te cechy, światło laserowe może nawet podróżować do nieba i można je zobaczyć z samolotu.

Obecnie lasery są wykorzystywane w medycynie, obronie, telekomunikacji, badaniach naukowych i wielu innych branżach.

Może Cię to zainteresuje: Czym jest laser diodowy - ciekawa odpowiedź!

Źródła
  • //byjus.com/fizyka/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/pl/.
  • //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

Featured Image Credit: SD-Pictures, Pixabay

Harry Flores

Harry Flores jest znanym pisarzem i pasjonatem ptaków, który spędził niezliczone godziny na poznawaniu świata optyki i obserwowaniu ptaków. Dorastając na obrzeżach małego miasteczka na północno-zachodnim Pacyfiku, Harry rozwinął w sobie głęboką fascynację światem przyrody, a fascynacja ta nasiliła się, gdy zaczął samodzielnie odkrywać przyrodę.Po ukończeniu edukacji Harry zaczął pracować dla organizacji zajmującej się ochroną dzikiej przyrody, co dało mu możliwość podróżowania do najbardziej odległych i egzotycznych miejsc na planecie w celu badania i dokumentowania różnych gatunków ptaków. To właśnie podczas tych podróży odkrył sztukę i naukę optyki i od razu się wciągnął.Od tego czasu Harry spędził lata studiując i testując różne urządzenia optyczne, w tym lornetki, lunety i aparaty fotograficzne, aby pomóc innym obserwatorom ptaków w pełni wykorzystać ich doświadczenia. Jego blog, poświęcony wszystkim rzeczom związanym z optyką i ornitologią, jest skarbnicą informacji, która przyciąga czytelników z całego świata, którzy chcą dowiedzieć się więcej o tych fascynujących tematach.Dzięki swojej ogromnej wiedzy i doświadczeniu, Harry stał się szanowanym głosem w społeczności optyków i ornitologów, a jego rady i rekomendacje są szeroko poszukiwane zarówno przez początkujących, jak i doświadczonych obserwatorów ptaków. Kiedy nie pisze ani nie obserwuje ptaków, zwykle można go znaleźćmajstrować przy swoim sprzęcie lub spędzać czas z rodziną i zwierzętami w domu.