ZASTOSOWANIE LASERÓW

Dziedzina

Istotne cechy światła lasera

Opis metody

Zastosowania, uwagi

Łączność

duża częstotliwość fal, możliwość modulacji, niewrażliwość na zakłócenia

odpowiednio modulowane światło laserowe może przenosić informacje (na analogicznej zasadzie jak fale radiowe), ale większa częstotliwość fal świetlnych pozwala znacznie zwiększyć szybkość jej przekazywania

ze względu na prostoliniowy bieg fal świetlnych i znaczną nieprzezroczystość atmosfery do przesyłania impulsów stosuje się różnego rodzaju światłowody

Pomiary odległości (lokalizacja)

spójność promienia, krótkotrwałość impulsu

lokator laserowy wysyła impuls światła w kierunku badanego obiektu i mierzy czas, jaki upływa do powrotu impulsu odbitego od obiektu; czas ten przeliczany jest na odległość do obiektu

po umieszczeniu odpowiednich zwierciadeł (misje Apollo) odległość do Księżyca mierzy się rutynowo z dokładnością do kilku cm

Miernictwo, pomiary odkształceń

spójność światła w fali

wykorzystuje się interferencję dwóch wiązek światła laserowego, z których jedna odbija się od ruchomego pryzmatu; przesunięcie pryzmatu powoduje zmianę obrazu interferencyjnego, z której można wywnioskować wielkość przesunięcia

interferometryczne mierniki laserowe pozwalają rutynowo mierzyć przesunięcia względne (różnice dróg optycznych) na poziomie 10-7-10-8 m

Obróbka materiałów

duża energia i moc wiązki, mała średnica wiązki i jej „chemiczna czystość”

silnie skoncentrowane wiązki laserowe ze względu na silne działanie termiczne są wykorzystywane do obróbki (drążenie otworów, cięcie) lub łączenia (zgrzewania) materiałów, zwłaszcza twardych, trudno topliwych lub reaktywnych chemicznie

zaletą obrabiarek laserowych jest duża dokładność oraz możliwość dokonywania obróbki na obszarach o mikroskopijnej wielkości (poniżej mikrometra)

Medycyna

duża energia i moc wiązki, mała średnica wiązki i jej „chemiczna czystość”

wykorzystuje się działanie termiczne skoncentrowanej wiązki laserowej; wysoka temperatura powstająca w punkcie naświetlania zapewnia sterylność i wywołuje koagulację tkanek, co zapobiega krwotokowi z rany

np. łączenie odwarstwionej siatkówki ocznej z naczyniówką, tamowanie krwotoków wewnątrz gałki ocznej, niszczenie tkanek nowotworowych

Zapis i odczyt informacji

mała średnica wiązki

odbijanie się światła laserowego od powierzchni może pozwolić odczytać zapisaną na niej informację

odtwarzacze płyt kompaktowych, komputery

mała średnica wiązki

promień laserowy może lokalnie zmieniać właściwości materiału (np. wytapianie otworków, zmiana stanu namagnesowania)

nagrywanie płyt kompaktowych, komputery

Chłodzenie laserowe

ściśle określona długość fali, duża moc

osiągane temperatury są rzędu mikrokelwinów; sposób postępowania

interferometria laserowa, konstrukcja zegarów atomowych, otrzymywanie kondensacji Bosego-Einsteina

Holografia

spójność światła laserowego

światło laserowe pozwala zapisać, a następnie odtworzyć trójwymiarowy obraz; w pierwszym procesie wykorzystuje się zjawisko interferencji światła laserowego; w drugim — dyfrakcji

hologram jest rodzajem siatki dyfrakcyjnej; oprócz holografii optycznej istnieje także holografia akustyczna