• Profesor de fizică de cea mai înaltă categorie
• Sarandaeva Valentina Nikolaevna

Laser (engleză) laser, acronim pentru engleză. amplificarea luminii prin emisie stimulata de radiatii- amplificarea luminii prin emisie stimulata)

• Laser (laborator NASA).

• Laser (rosu, verde, albastru).

Baza fizică pentru funcționarea laserului este fenomenul mecanic cuantic al radiației forțate (induse). Un laser cu fibră este un laser al cărui rezonator este construit pe baza unei fibre optice, în cadrul căreia radiația este generată total sau parțial. Alte tipuri de lasere, a căror dezvoltare a principiilor este în prezent o sarcină prioritară de cercetare (lasere cu raze X, lasere gamma etc.).

• Un laser naval care arde prin 600 de metri de oțel.

• Combate laserul cu raze X pe orbită.

Folosind lasere

• Acompaniament laser al spectacolelor muzicale (spectacol cu ​​laser)

• cititori coduri de bare

• pointere laser

În industrie, laserele sunt folosite pentru tăierea, sudarea și lipirea pieselor din diverse materiale.

• Temperatura ridicată a radiației vă permite să sudați materiale care nu pot fi sudate folosind metode convenționale (de exemplu, ceramică și metal).

Laserele de tăiere a metalelor sunt utilizate pentru a obține acoperiri de suprafață ale materialelor (aliere cu laser, suprafață cu laser, depunere cu laser în vid) în scopul creșterii rezistenței lor la uzură. Marcarea cu laser a desenelor industriale și gravarea produselor din diverse materiale sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă.

• Marcare industrială cu laser: identificarea produselor industriale

• Gravura pe bijuterii

Laserul semiconductor utilizat în unitatea de generare a imaginii unei imprimante Hewlett-Packard. Laserele sunt utilizate în holografie pentru a crea holograme și pentru a obține o imagine volumetrică holografică. Folosind un laser, a fost posibilă măsurarea distanței până la Lună cu o precizie de câțiva centimetri.

• Telescop optic-laser

Localizarea cu laser a obiectelor spațiale a clarificat valorile unui număr de constante astronomice fundamentale și a contribuit la clarificarea parametrilor navigației spațiale, a extins înțelegerea structurii atmosferei și a suprafeței planetelor din sistemul solar radiațiile laser sunt folosite în chimia laser pentru a declanșa și analiza reacții chimice. Aici, radiația laser permite localizarea precisă, dozarea, sterilitatea absolută și viteza mare de intrare a energiei în sistem

• Chimia laserului este o ramură a chimiei fizice care studiază procesele chimice care apar sub influența radiației laser și în care proprietățile specifice ale radiației laser

Laserele sunt, de asemenea, folosite în scopuri militare, de exemplu, ca ajutoare de ghidare și de vizare.

• Sunt luate în considerare opțiunile de creare a sistemelor de apărare de luptă aeriană, maritimă și terestră bazate pe lasere de mare putere.

• Revolver, echipat indicator laser

• Laser cu stare solidă antirachetă

În medicină, laserele sunt folosite ca bisturii fără sânge și sunt folosite în tratamentul bolilor oftalmice (cataractă, dezlipire de retină, corectarea vederii cu laser etc.). De asemenea, sunt utilizate pe scară largă în cosmetologie (epilarea cu laser, tratamentul defectelor vasculare și pigmentare ale pielii, peeling cu laser, îndepărtarea tatuajelor și a petelor de vârstă)

• mașină de îndepărtare a tatuajelor

În prezent, așa-numitul comunicare cu laser.

• Se știe că cu cât frecvența purtătoare a unui canal de comunicație este mai mare, cu atât debitul acestuia este mai mare. Prin urmare, comunicațiile radio tind să se deplaseze la lungimi de undă tot mai scurte. Lungimea de undă a luminii este în medie cu șase ordine de mărime mai mică decât lungimea de undă a domeniului radio, astfel încât radiația laser poate transmite o cantitate mult mai mare de informații. Comunicarea cu laser se realizează atât prin structuri de ghidare a luminii deschise, cât și închise, de exemplu, fibra optică. Lumina, datorită fenomenului de reflexie internă totală, poate călători de-a lungul ei pe distanțe mari, practic fără a slăbi

• Transceiver laser cu opt fascicule pentru comunicații optice atmosferice. Viteza de transmisie este de până la 1 Gbit/s la o distanță de aproximativ 2 km. Discul din centru este receptorul, discurile mici sunt transmițătoarele, iar deasupra este fereastra monoculară optică pentru alinierea a două blocuri de-a lungul liniei de vedere comune.

Pentru a studia interacțiunea radiației laser cu materia și a obține fuziunea termonucleară controlată, se construiesc complexe mari laser, a căror putere poate depăși 1 PW.

• Așa arată laserele în sine.

LASER (generator cuantic optic) – un dispozitiv
generatoare
coerent
Și
monocromatic
unde electromagnetice în domeniul vizibil datorită
emisie sau împrăștiere stimulată a luminii de către atomi
(ioni, molecule) mediului activ.
Cuvântul „laser” este o abreviere a expresiei engleze „Light”
Amplificare prin emisie stimulată de radiații” – amplificare
lumina prin emisie stimulata. Să ne uităm la aceste concepte
mai multe detalii.

Aplicație cu laser
Generatoarele cuantice au creat proprietăți unice ale radiației laser
un instrument indispensabil în diverse domenii ale științei și tehnologiei.
De exemplu:
1.
2.
3.
4.
5.
Lasere tehnice
Comunicare cu laser
Laserele în medicină
Laserele în cercetarea științifică
Laserele militare

Lasere tehnice

Laserele continue de mare putere sunt folosite pentru
tăierea, sudarea și lipirea pieselor din diverse materiale.
Temperatura ridicată de radiație permite sudarea
materiale care nu pot fi unite prin alte metode
(de exemplu, metal cu ceramică). Monocromaticitate ridicată
radiația vă permite să focalizați fasciculul către un punct cu un diametru
de ordinul unui micron.

Lasere tehnice

Un fascicul laser ideal drept servește drept „riglă” convenabilă.
Laserele pulsate sunt folosite în geodezie și construcții
să măsoare distanţele la sol, calculându-le în funcţie
timpul de mișcare a unui impuls luminos între două puncte.
Măsurătorile precise în industrie se fac când
ajutat de interferenţa fasciculelor laser reflectate de
suprafețele de capăt ale produsului.

Comunicare cu laser

Apariția laserelor a revoluționat comunicațiile și tehnologia de înregistrare.
informație. Există un model simplu: cu cât este mai mare purtătorul
frecvența (lungime de undă mai mică) a canalului de comunicație, cu atât este mai mare
debitului. De aceea comunicarea radio, la început
După ce a stăpânit gama undelor lungi, ea a trecut treptat la toate
lungimi de undă mai scurte. Raza laser poate fi transmisă către
de zeci de mii de ori mai multe informații decât de înaltă frecvență
canal radio. Comunicarea cu laser se realizează prin fibră optică
– fire subtiri de sticla, lumina in care datorita completului
reflexia internă se propagă practic fără pierderi la
multe sute de kilometri. Un fascicul laser este folosit pentru a înregistra și
reproduce imagini (inclusiv cele în mișcare) și sunet
CD-uri.

Laserele în medicină

Tehnologia laser este utilizată pe scară largă în
chirurgie, și în terapie. Fascicul cu laser
introdus
prin
ocular
elev,
„suda” retina detașată și
corectarea defectelor oculare
fund.
Operații chirurgicale efectuate
„laser
Bisturiu"
Mai puțin
răni țesutul viu. Un laser
radiația de putere mică accelerează
vindecarea rănilor și are efect,
asemănătoare
acupunctura,
practicat de medicina orientală
(acupunctura cu laser).

Cercetare științifică

Temperatura de radiație extrem de ridicată și densitate ridicată
energia face posibilă studierea materiei în mod extrem
o stare care există doar în interioarele stelelor fierbinți. Se fac
încearcă să efectueze o reacție termonucleară prin stoarcerea unei fiole cu un amestec
deuteriu cu sistem de tritiu de fascicule laser (așa-numitele inerțiale
fuziunea termonucleară). În inginerie genetică și nanotehnologie
(tehnologie care se ocupă cu obiecte cu dimensiuni caracteristice de 10-9
m) fasciculele laser taie, muta și conectează fragmente
gene, molecule biologice și detalii de ordinul a milionei
fracțiuni de milimetru (10–9 m). Pentru
cercetarea atmosferică.

LASER (generator cuantic optic) este un dispozitiv care generează unde electromagnetice coerente și monocromatice în domeniul vizibil datorită emisiei sau împrăștierii stimulate a luminii de către atomii (ionii, moleculele) mediului activ. Cuvântul „laser” este o abreviere a expresiei engleze „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” - amplificarea luminii prin emisie stimulată. Să ne uităm la aceste concepte mai detaliat.

Aplicații cu laser Proprietățile unice ale radiației laser au făcut din generatoarele cuantice un instrument indispensabil într-o mare varietate de domenii ale științei și tehnologiei. De exemplu: 1.Laserele tehnice 2.Comunicații cu laser 3.Laserele în medicină 4.Laserele în cercetarea științifică 5.Laserele militare

Laserele tehnice Laserele continue de mare putere sunt utilizate pentru tăierea, sudarea și lipirea pieselor din diverse materiale. Temperatura ridicată a radiației face posibilă sudarea materialelor care nu pot fi îmbinate prin alte metode (de exemplu, metal cu ceramică). Monocromaticitatea ridicată a radiației permite ca fasciculul să fie focalizat într-un punct cu un diametru de ordinul unui micron.

Laseruri tehnice Un fascicul laser ideal drept servește drept „riglă” convenabilă. În geodezie și construcții, laserele pulsate sunt folosite pentru a măsura distanțe pe sol, calculându-le pe baza timpului de mișcare a unui impuls de lumină între două puncte. Măsurătorile precise în industrie sunt realizate folosind interferența fasciculelor laser reflectate de suprafețele de capăt ale produsului.

Comunicarea cu laser Apariția laserelor a revoluționat tehnologia comunicațiilor și înregistrarea informațiilor. Există un model simplu: cu cât frecvența purtătoarei (lungimea de undă mai mică) a canalului de comunicație este mai mare, cu atât debitul acestuia este mai mare. De aceea, comunicațiile radio, care au stăpânit inițial intervalul lung de undă, au trecut treptat la lungimi de undă din ce în ce mai scurte. Un fascicul laser poate transmite de zeci de mii de ori mai multe informații decât un canal radio de înaltă frecvență. Comunicarea cu laser se realizează prin fibră optică - fire subțiri de sticlă, lumina în care, datorită reflexiei interne totale, se răspândește practic fără pierderi pe multe sute de kilometri. Un fascicul laser este utilizat pentru a înregistra și a reproduce imagini (inclusiv cele în mișcare) și sunet pe CD-uri.

Lasere în medicină Tehnologia laser este utilizată pe scară largă în chirurgie și terapie. Un fascicul laser introdus prin pupila oculară „sudează” retina detașată și corectează defectele fundului de ochi. Operațiile chirurgicale efectuate cu un „bisturiu laser” provoacă mai puține leziuni ale țesutului viu. Iar radiatiile laser de putere redusa accelereaza vindecarea ranilor si au un efect asemanator acupuncturii practicate in medicina orientala (acupunctura laser).

Cercetare științifică Temperatura extrem de ridicată a radiațiilor și densitatea sa mare de energie fac posibilă studierea materiei într-o stare extremă care există doar în adâncurile stelelor fierbinți. Se încearcă efectuarea unei reacții termonucleare prin comprimarea unei fiole care conține un amestec de deuteriu și tritiu cu un sistem de fascicule laser (așa-numita fuziune termonucleară inerțială). În inginerie genetică și nanotehnologie (tehnologie care se ocupă de obiecte cu dimensiuni caracteristice de 10–9 m), fasciculele laser taie, mută și conectează fragmente de gene, molecule biologice și părți care măsoară aproximativ o milioneme de milimetru (10–9 m). Localizatoarele cu laser (lidar) sunt folosite pentru a studia atmosfera.

Lasere militare Aplicațiile militare ale laserelor includ atât utilizarea lor pentru detectarea țintei și comunicații, cât și utilizarea lor ca arme. Se plănuiește utilizarea fasciculelor puternice de lasere chimice și excimeri la sol și orbitale pentru a distruge sau a dezactiva sateliții și avioanele inamice de luptă. Au fost create mostre de pistoale laser pentru a înarma echipajele stațiilor orbitale în scopuri militare.

Slide 2

Cuvântul LASER este un acronim care înseamnă Amplificarea luminii prin emisie stimulată de radiație ((L) amplificarea luminii (A) (S) stimulată de emisia (E) de radiație (R)) și descrie o metodă de generare a luminii. Toate laserele sunt amplificatoare optice care funcționează prin pomparea (excitarea) unui mediu activ plasat între două oglinzi, dintre care una transmite o parte din radiație. Un mediu activ este o colecție de atomi, molecule sau ioni special selectați, care pot fi în stare gazoasă, lichidă sau solidă și care, atunci când sunt excitate prin acțiunea de pompare, vor genera radiații laser, de ex. emit radiații sub formă de unde luminoase (numite fotoni). Pomparea lichidelor și solidelor se realizează prin iradierea lor cu lumina de la o lampă cu blitz, iar gazele sunt pompate folosind o descărcare electrică. Ce este un laser?

Slide 3

Proprietățile luminii laser Fasciculul de lumină este colimat, ceea ce înseamnă că se deplasează într-o direcție cu foarte puține divergențe chiar și pe distanțe foarte mari. Lumina laser este monocromă, constând dintr-o singură culoare sau o gamă restrânsă de culori. Lumina obișnuită are o gamă foarte largă de lungimi de undă sau culori. Lumina laser este coerentă, ceea ce înseamnă că toate undele de lumină se mișcă în fază împreună, atât în ​​timp, cât și în spațiu. Un laser este un dispozitiv care creează și amplifică un fascicul îngust și intens de lumină coerentă.

Slide 4

Astăzi, laserele sunt utilizate pe scară largă în medicină, producție, construcții, topografie, electronice de larg consum, instrumente științifice și sisteme militare. Există literalmente miliarde de lasere în uz astăzi. Acestea fac parte din dispozitive atât de familiare, cum ar fi scanerele de coduri de bare utilizate în supermarketuri, scanere, imprimante laser și CD playere. Aplicații ale laserelor

Slide 5

De la inventarea de către Maiman a laserului cu rubin în 1960, au fost propuse multe aplicații potențiale. În domeniul medical, capacitățile laserelor au început să se dezvolte mai repede după 1964, când a fost inventat laserul cu dioxid de carbon, care a dat în curând chirurgilor posibilitatea de a efectua proceduri foarte complexe folosind fotoni în loc de bisturiu pentru a efectua operații. Lumina laser poate pătrunde în organism, efectuând intervenții chirurgicale care ar fi fost aproape imposibil de efectuat în urmă cu câțiva ani, cu riscuri sau disconfort minim pentru pacient. Laserele mai scurte (verzi) sunt folosite pentru a „suda” retina detașată și sunt folosite pentru a întinde moleculele de proteine ​​pentru a le măsura rezistența etc. Aplicarea laserelor în medicină

Slide 6

În 1964, a fost propusă posibilitatea utilizării laserului rubin pentru tratarea cariilor dentare, ceea ce a atras atenția la nivel mondial. În 1967, în timp ce încerca să îndepărteze cariile și să pregătească o carie cu ajutorul unui laser rubin, nu a reușit să evite deteriorarea pulpei dentare, în ciuda rezultatelor bune obținute la dinții extrași. Mai târziu, cercetări de bază similare cu laserul CO2 au întâmpinat această problemă. Pentru a minimiza acumularea de căldură, au fost utilizate lasere cu impulsuri în loc de radiație continuă. Cercetările ulterioare au demonstrat că laserul ar putea produce un mic efect anestezic local. Evoluțiile ulterioare au condus la crearea unui laser care străpunge complet smalțul și dentina. În același timp, laserul păstrează mai mult țesut dentar sănătos. Cu laserele de astăzi, practic nu există căldură, zgomot sau vibrații nedorite. Când au părăsit scaunul dentar, majoritatea pacienților nu au simțit durere, nu au fost nevoiți să aștepte ca anestezicul și amorțeala să dispară și au experimentat puțin sau deloc disconfort postoperator. Laserele sunt precise și practic nedureroase și pot schimba modul în care vă gândiți la vizita la dentist. Ei pot schimba totul. Aplicarea laserelor în stomatologie

Slide 7

Laserele reprezintă o descoperire semnificativă în stomatologie, atât pentru gingii și alte țesuturi moi, cât și pentru dinții înșiși. În zilele noastre, un număr semnificativ de tehnologii laser și metode de tratament sunt utilizate pe scară largă. Astăzi, laserele sunt folosite în următoarele domenii ale stomatologiei: Prevenire Parodonție Estetică dentară Endodonție Chirurgie Implantodonție Protetică Utilizarea laserelor în stomatologie

Slide 8

În prezent, laserele sunt utilizate pe scară largă în industria prelucrării lemnului, iar aria lor de distribuție s-a extins semnificativ în ultimii ani. Utilizarea laserelor facilitează poziționarea pieselor de prelucrat (video), combinând modelele externe a două piese de prelucrat, minimizând deșeurile generate și instalând elemente structurale complexe ale clădirilor și structurilor. Laserele utilizate în prelucrarea lemnului pot reproduce o linie, intersecția liniilor (pentru a indica centrul) sau o imagine bidimensională sau tridimensională (proiectoare). Sisteme laser în prelucrarea lemnului

Slide 9

ca elemente logice pentru introducerea și citirea de la dispozitive de stocare în imprimante laser;

Slide 10

Laserul poate fi folosit si pentru masuratori fara contact de dimensiuni geometrice (distanta, lungime, latime, grosime, inaltime, adancime, diametru). Cu ajutorul unui laser se pot obtine si masuratori complexe: abatere de la verticalitate; cantitatea de planeitate a suprafeței; precizia profilului; Este posibil să se obțină cantități derivate, cum ar fi deformarea și convexitatea. Sistemele de măsurare cu laser vă permit să monitorizați automat parametrii produsului și să modificați imediat parametrii liniei de producție dacă apare vreo abatere. Produsul este exclusiv în acest domeniu deoarece are următoarele proprietăți: Foarte precis Permite controlul calității și caracteristicilor pieselor complexe din punct de vedere geometric Nu deteriorează și nu distruge suprafața produsului Funcționează în orice condiții pe orice suprafață Se integrează ușor într-o producție existentă Lasere de linie în măsurători

Slide 11

Clasificarea laserelor Laserele de clasa I Nu prezintă un pericol sub observație continuă sau sunt concepute pentru a preveni expunerea umană la radiațiile laser (cum ar fi imprimantele laser) Laserele vizibile de clasa 2 (400 până la 700 nm) Laserele care emit lumină vizibilă datorată naturii reacțiile negative ale omului nu sunt de obicei periculoase, dar pot fi dacă te uiți direct la lumina laser pentru o perioadă lungă de timp. Clasa 3aLaserele care, în general, nu provoacă vătămări atunci când sunt în contact scurt cu ochiul, dar pot reprezenta un pericol atunci când sunt privite cu ajutorul sistemelor de colectare (lupe cu fibră optică sau telescoape) Clasa 3bLasere care prezintă un pericol pentru ochi și piele atunci când sunt expuse direct la lumina laser . Laserele de clasa 3b nu generează reflexie difuză periculoasă decât la distanță apropiată. Laserele de clasa 4 sunt lasere care prezintă un pericol pentru ochi prin reflexie directă, speculară și difuză. În plus, astfel de lasere pot fi un pericol de incendiu și pot provoca arsuri ale pielii.

Slide 12

PROTECTIA OCHILOR - Toata lumea din sala de operatie trebuie sa poarte ochelari de protectie speciali. Lumina care iese din laser poate deteriora grav corneea și retina ochilor neprotejați. Ochelarii trebuie să aibă protecție laterală și să fie purtați peste ochelarii obișnuiți. Ochelarii de protecție cu laser trebuie să fie disponibili și purtați de către tot personalul din zona periculoasă nominală a laserelor de Clasa 3b și Clasa 4, unde pot apărea expuneri care depășesc maximul permis. Coeficientul de absorbție al densității optice a ochelarilor de protecție laser pentru fiecare lungime de undă laser este determinat de LaserSafetyOfficer (LSO). Toți ochelarii de protecție laser sunt marcați clar cu densitatea optică și lungimea de undă împotriva cărora ochelarii sunt proiectați să protejeze. Înainte de utilizare, ochelarii de protecție cu laser trebuie verificați dacă nu sunt deteriorați. REFLECȚIE - Lumina laser este ușor de reflectat și trebuie avut grijă să nu direcționați fasciculul asupra suprafețelor lustruite. PERICOL ELECTRIC - Părțile interne ale laserului poartă tensiune înaltă și emit raze laser invizibile fără nicio ecranare. Numai tehnicienii instruiți în domeniul siguranței electrice și laser sunt autorizați să efectueze întreținerea internă. Masuri de securitate

Slide 13

– un tip de armă cu energie dirijată bazată pe utilizarea radiațiilor electromagnetice de la lasere de înaltă energie. Efectul dăunător al fasciculelor laser este determinat în principal de efectele termomecanice și de șoc-impuls ale fasciculului laser asupra țintei. În funcție de densitatea de flux a radiației laser, aceste efecte pot duce la orbirea temporară a unei persoane sau la distrugerea corpului unei rachete, aeronave etc. În acest din urmă caz, ca urmare a efectului termic al laserului fascicul, învelișul obiectului afectat se topește sau se evaporă. La o densitate de energie suficient de mare în modul pulsat, împreună cu cel termic, se realizează un efect de șoc datorită apariției plasmei. În prezent, lucrările continuă în Statele Unite ale Americii la crearea unui complex de arme cu laser de aviație. Inițial, este planificată dezvoltarea unui model demonstrativ pentru aeronava de transport Boeing 747 și, după finalizarea studiilor preliminare, trecerea la 2004. până la stadiul de dezvoltare la scară completă. Începând cu mijlocul anilor 90, armele tactice cu laser erau considerate a fi cele mai dezvoltate, producând daune dispozitivelor opto-electronice și organelor vizuale umane. Arme cu laser

Slide 1

Descriere slide:

Slide 2

Descriere slide:

Slide 3

Descriere slide:

Slide 4

Descriere slide:

Slide 5

Descriere slide:

Slide 6

Descriere slide:

Slide 7

Descriere slide:

Slide 8

Descriere slide:

Slide 9

Descriere slide:

Slide 10

Descriere slide:

Slide 11

Descriere slide:

Slide 12

Descriere slide:

Descriere slide:

Pulsurile laser ultrascurte sunt folosite în chimia laserului pentru a declanșa și analiza reacții chimice. Aici, radiația laser face posibilă asigurarea unei localizări precise, dozaj, sterilitate absolută și viteză mare de intrare a energiei în sistem. În prezent, se dezvoltă diverse sisteme de răcire cu laser și se iau în considerare posibilitățile de implementare a fuziunii termonucleare controlate cu ajutorul laserelor (cel mai potrivit laser pentru cercetarea în domeniul reacțiilor termonucleare ar fi un laser care folosește lungimi de undă în partea albastră a spectrului vizibil). ). Laserele sunt, de asemenea, folosite în scopuri militare, de exemplu, ca ajutoare de ghidare și de vizare. Sunt luate în considerare opțiunile de creare a sistemelor de apărare de luptă aeriană, maritimă și terestră bazate pe lasere de mare putere. Pulsurile laser ultrascurte sunt folosite în chimia laserului pentru a declanșa și analiza reacții chimice. Aici, radiația laser face posibilă asigurarea unei localizări precise, dozaj, sterilitate absolută și viteză mare de intrare a energiei în sistem. În prezent, se dezvoltă diverse sisteme de răcire cu laser și se iau în considerare posibilitățile de implementare a fuziunii termonucleare controlate cu ajutorul laserelor (cel mai potrivit laser pentru cercetarea în domeniul reacțiilor termonucleare ar fi un laser care folosește lungimi de undă în partea albastră a spectrului vizibil). ). Laserele sunt, de asemenea, folosite în scopuri militare, de exemplu, ca ajutoare de ghidare și de vizare. Sunt luate în considerare opțiunile de creare a sistemelor de apărare de luptă aeriană, maritimă și terestră bazate pe lasere de mare putere.

Slide 15

Descriere slide:

Descriere slide: