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 |