Laser – historia i zastosowanie
Laser to skrót od „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”, co oznacza „wzmocnienie światła poprzez stymulowaną emisję promieniowania”.
Laser to urządzenie, które emituje monochromatyczne, kierunkowe i koherentne promieniowanie elektromagnetyczne. Został on wynaleziony w latach 1950-tych przez Theodore’a Maimana, ale idee dotyczące laserów zaczęły się pojawiać już w latach 1930-tych.
Pomysł na laser pojawił się po raz pierwszy w 1917 roku, kiedy Albert Einstein opublikował pracę pt. „Zur Quantentheorie der Strahlung” („Teoria kwantowa promieniowania„), w której zaprezentował pomysł na wytwarzanie promieniowania elektromagnetycznego poprzez podświetlanie ciała stałego o wysokiej temperaturze. Jednak pomysł ten nie został wówczas zrealizowany.
Pierwszy laser został wynaleziony przez Theodore’a Maimana w 1960 roku. Maiman skonstruował laser z wykorzystaniem minerału zwanego rubinem jako medium aktywnym. Jego laser składał się z cylindrycznej rury zamkniętej na końcach, w której umieszczono rubinowy kryształ. Kryształ ten był poddawany silnemu światłu podczerwonemu, co powodowało wzrost jego temperatury i wytwarzanie fal elektromagnetycznych o krótkiej długości. Te fale odbijały się od ścianek rury i wzmacniały się nawzajem, co prowadziło do powstania koherentnego promieniowania laserowego.
Laser to urządzenie, które emituje silny, skoncentrowany strumień światła o jednorodnej częstotliwości i fazie. Jest to możliwe dzięki zjawisku stymulowanej emisji promieniowania, które polega na tym, że zewnętrzne pole elektromagnetyczne wpływa na atom lub cząsteczkę, przyspieszając je i umożliwiając im wymuszoną emisję fotonów.
Laser składa się z trzech podstawowych elementów: źródła energii, medium aktywnego i katody. Źródłem energii jest zazwyczaj elektryczność, która jest przekształcana w światło za pomocą medium aktywnego, takiego jak kryształ lub gaz. Katoda służy do kierowania wiązki światła.
Pierwsze zastosowania laserów były głównie ograniczone do przemysłu oraz badań naukowych. Jednak szybko zaczęto dostrzegać ich potencjał w innych dziedzinach.
Laser jest obecnie używany w wielu dziedzinach, takich jak medycyna, przemysł, badania naukowe, rolnictwo, komunikacja i militaria. W medycynie laser jest używany do usuwania tatuaży, poprawy wzroku (np. laserowa korekcja wzroku), leczenia chorób skóry i wielu innych zastosowań. W przemyśle stosuje się go do cięcia i spawania materiałów, a także do tworzenia precyzyjnych pomiarów i kontroli jakości. W badaniach naukowych laser jest używany do precyzyjnego pomiaru odległości i prędkości, a także do tworzenia nowych materiałów i badania właściwości materii. W rolnictwie laser jest używany do precyzyjnego nawadniania i dostosowywania nawożenia, a także do usuwania chwastów. W komunikacji laser jest używany do przesyłania danych za pomocą światłowodów, a w militariach do celowania i ostrzeliwania.
Laser ma również zastosowanie w laserowych drukarkach i skanerach, systemach nawigacji satelitarnej, sprzęcie audio i wideo oraz w zabawkach. Laserowa technologia jest również używana w systemach bezpieczeństwa, takich jak systemy alarmowe i skanery ciała.
Pomimo wielu zastosowań laserów, istnieją pewne ograniczenia ich użycia. Laserowe promieniowanie jest szkodliwe dla oczu, dlatego też przy pracy z laserami należy zachować szczególną ostrożność i stosować odpowiednie środki ostrożności, takie jak okulary ochronne. Laserowe promieniowanie może również uszkadzać inne materiały, takie jak papier, tworzywa sztuczne i inne, dlatego też należy zachować ostrożność podczas ich używania.
Opublikowano: styczeń 2023