�ݺ�ߣ

Aplicatii ale laserelor Referat de Corina Chirila

Prin exemple concrete este ilustrată influenţa benefică pe care a exercitat-o inventarea laserului asupra dezvoltării ştiinţei, tehnicii şi a diverselor ramuri ale economiei. Utilizarea laseruluii în prelucrarea materialelor capătă o importanţă economică mereu crescândă. Avantajul laserului rezidă în prelucrarea rapidă şi fără contact a celor mai diverse materiale, lumina laser fiind aplicată cu mare precizie şi exact controlată. Razele laser, de asemenea, sunt utilizate pe larg în medicină, precum şi în automatizarea celor mai diverse procese. Spre deosebire de radiaţiile termice obişnuite, radiaţia laser are o serie de proprietăţi valoroase şi deosebit de importante: este coerentă, monocromatică şi de mare intensitate. Coerenţa reprezintă proprietatea unei surse de a emite radiaţii de aceeaşi frecvenţă şi cu un defazaj constant în timp, iar monocromaticitatea este proprietatea radiaţiei de a avea aceeaşi culoare spectrală [1]. Datorită proprietăţilor sale, radiaţia laser poate fi concentrată, cu ajutorul unor lentile speciale, într-un focar punctiform, spre deosebire de radiaţia luminoasă a unei lămpi obişnuite cu incandescenţă. Aceasta explică puterea specifică considerabilă a radiaţiei laser în focar care poate atinge valori de până la 109 W/cm2. Proprietăţile unice ale radiaţiei laser au făcut ca generatoarele cuantice să fie un instrument de neînlocuit în cele mai diverse domenii ale ştiinţei şi tehnicii.

LASERELE TEHNOLOGICE Laserele de mare putere cu acţiune continuă sunt utilizate pentru tăierea, sudarea şi lipirea pieselor din diferite materiale. Temperatura înaltă în fasciculul laser permite sudarea unor materiale, imposibilă de realizat prin alte tehnologii (de exemplu, metal şi ceramică). Monocromaticitatea înaltă a radiaţiei permite focalizarea razei luminoase într-un punct de ordinul submicronilor (datorită lipsei dispersiei) şi utilizarea ei la executarea microcircuitelor. La prelucrarea pieselor în vid sau în atmosferă de gaz inert fasciculul laser poate fi introdus în camera tehnologică printr-un geam transparent. Fasciculul laser este „ideal” de rectiliniu şi poate servi ca o „riglă” foarte comodă pentru orientare. Laserul cu impulsuri este folosit în geodezie şi construcţia de case, pentru măsurarea distanţelor pe teren după timpul de parcurgere de către impulsul de lumină a distanţei dintre două puncte

COMUNICAŢIILE LASER Laserele au produs o revoluţie în telecomunicaţii şi în tehnica de imprimare a informaţiei. Există o legitate simplă: cu cât e mai înaltă frecvenţa purtătoare a canalului de telecomunicaţie, cu atât e mai mare capacitatea de transmisie a acestuia. Tocmai de aceea în legătura radio, realizată iniţial pe unde lungi, s-a trecut treptat la unde tot mai scurte. Cum se ştie, lumina este o undă electromagnetică ca şi undele radio, numai că are lungimea de zeci de mii de ori mai scurtă. Ca urmare, cu ajutorul unui laser se poate transmite de zeci de mii de ori mai multă informaţie, decât printr-un canal radio cu unde ultrascurte. Legătura laser se realizează prin fibre optice care reprezintă nişte fire subţiri din sticlă şi în care lumina, datorită reflexiei interioare totale, se propagă practic fără pierderi la distanţe de sute de kilometri. Fasciculul laser este utilizat la imprimarea şi citirea imaginilor (inclusiv în mişcare) şi a sunetelor pe CD-uri.

LASERUL ÎN MEDICINĂ Tehnica laser se întrebuinţează pe larg în chirurgie şi în terapie. Cu raza laser introdusă prin pupilă „se sudează” retina desprinsă de pe globul ochiului şi se corectează defectele de vedere. Intervenţiile chirurgicale efectuate cu „bisturiul laser” traumatizează mai puţin ţesuturile vii. În plus, radiaţia laser de mică putere grăbeşte cicatrizarea rănilor şi exercită o influenţă asemenea acupuncturii. În ingineria genetică şi nanotehnologii (tehnologii care operează cu obiecte de dimensiunile 10-9 m), cu ajutorul laserului se taie şi se combină fragmente de gene, molecule biologice şi obiecte cu dimensiuni de ordinul milionimilor de milimetru.

LASERUL ÎN CERCETAREA ŞTIINŢIFICĂ Temperatura şi concentraţia extrem de înaltă a radiaţiei laser oferă posibilitatea de a studia materia în stări extreme, existente numai în adâncurile stelelor fierbinţi. Un rol deosebit de important îl joacă laserele în fizica nucleară, la declanşarea reacţiilor termonucleare. În căutarea de noi surse de energie care să satisfacă cerinţele mereu crescânde ale omenirii, fizicienii au ajuns la ideea utilizării în acest scop a reacţiilor termonucleare controlate . Una dintre aceste reacţii constă în fuziunea, în anumite condiţii, a unor nuclee atomice mai uşoare şi formarea unuia mai greu, însoţită de degajarea unei cantităţi imense de energie. Laserele oferă şi chimiştilor noi posibilităţi în studiul şi cercetarea reacţiilor fotochimice, cu multiple aplicaţii în tehnologiile chimice moderne. De exemplu, prin activarea clorofilei cu ajutorul luminii laser se poate accelera şi controla procesul de fotosinteză, ceea ce deschide noi perspective în obţinerea pe cale industrială de carbonaţi şi, eventual, proteine sintetice.

LASERELE ŞI CALCULATOARELE Cu ajutorul laserelor s-ar putea realiza pe cale optică transmiterea semnalelor între diferitele componente ale calculatorului, fără ca între acestea să existe vreun contact. Chiar şi alimentarea calculatorului s-ar putea face cu ajutorul luminii laser, fără să mai fie nevoie de curent electric. Impulsurile luminoase de scurtă durată produse de un laser sunt transmise între diferitele elemente componente prin intermediul unor „conductori” de lumină de tip special, cunoscuţi sub numele de fibre optice. Aceste „cabluri” de lumină sunt, de fapt, fire de sticlă foarte subţiri în care lumina, pătrunzând sub un unghi oarecare faţa de axul firului, se propagă prin reflexii repetate pe pereţii firului, acoperit cu o peliculă extrem de fină tot din sticlă, dar având indicele de refracţie mai mic decât al firului. Printr-un astfel de fir cu diametrul de numai 1 mm se pot propaga simultan sute de impulsuri laser. Aşadar, se conturează apariţia unei noi generaţii de calculatoare, calculatoarele optice, a căror construcţie şi principiu de funcţionare diferă mult de cele ale calculatoarelor electronice. În prezent există diverse proiecte de realizare a acestui nou tip de calculatoare. Fără a intra în detalii, vom menţiona că viitoarele calculatoare vor avea dimensiuni mult mai mici decât cele electronice, iar informaţiile obţinute, prelucrate şi redate de calculatoarele optice nu vor mai fi triate după adresă, ca în calculatoarele electronice, ci după imagini. Aceasta înseamnă că datele nu mai sunt tratate separat, fiecare în parte, ci există posibilitatea prelucrării lor în grup, calculatorul optic putând memora dintr-o singură „privire” o mare cantitate de informaţii. În memoria noilor calculatoare informaţiile sunt reţinute sub formă de imagini. Se vorbeşte deja de o logică a imaginilor şi de o aritmetică a imaginilor. Calculatoarele optice vor avea o memorie imensă, capabilă să cuprindă o cantitate de informaţii echivalentă cu cea conţinută într-o bibliotecă cu milioane de volume, precum şi o viteză fantastică, de circa 1013 – 1014 operaţii pe secundă!

Domeniile de utilizare a laserului, deloc complete, punctate mai sus ilustrează acea imensă influenţă pe care o exercită laserul în dezvoltarea ştiinţei şi tehnicii, precum şi în viaţa societăţii moderne. Se poate afirma, fără prea mare exagerare, că laserul apărut la mijlocul secolului XX a produs un impact asupra omenirii, asemănător cu acela pe care l-a avut energia electrică şi radioul cu o jumate de secol mai înainte.

�ݺ�ߣ

Aplicatii Ale Laserelor

More Related Content

Aplicatii Ale Laserelor