Trình bày ứng dụng của LASER trong kỹ thuật và trong đời sống

Trình bày ứng dụng trong kỹ thuật và trong đời sống của LASER
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Trình bày ứng dụng của LASER trong kỹ thuật và trong đời sống PhPhầnI. Trình bày ứng dụng trong kỹ thuật vàtrong đời sống của: GoLA Laser He-NeSE Laser (đọc là la-de)R là tên viết tắt của cụm từ Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation trong tiếng Anh, và có nghĩa là khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích.+Electron tồn tại ở các mức năng lượngriêng biệt trong một nguyên tử . Các mứcnăng lượng có thể hiểu là tương ứng vớicác quỹ đạo riêng biệt của electron xungquanh hạt nhân.+Electron ở bên ngoài sẽ có mức nănglượng cao hơn những electron ở phíatrong. Khi có sự tác động vật lý hay hóahọc từ bên ngoài, các hạt electron nàycũng có thể nhảy từ mức năng lượngthấp lên mức năng lượng cao hay ngượclại.+Các quá trình này có thể sinh ra hay hấp thụ các tia sáng (photon) theo giả thuyết của Albert Einstein. Bước sóng(do đó màu sắc) của tia sáng phụ thuộc vào sự chênh lệch năng lượng giữa các mức+Có nhiều loại laser khác nhau, có thể ở dạng hỗn hợp khí, ví dụ He-Ne, hay dạng chất lỏng, song có độ bức xạ lớn nhất vẫn là tia laser tạo bởi các thành phần từ trạng thái chất rắn. Cấu tạo3.Gươngphản xạ toàn 1.Buồng 2.Nguồ phần cộng hưởng nnuôi 5. tia laser 4.Gương bán mạ lý cấu tạo chung của một máy Nguyên laser gồm có: buồng cộng hưởng chứa hoạt chất laser, nguồn nuôi và hệ thống dẫn quang. Trong đó buồng cộng hưởng với hoạt chất laser là bộ phận chủ yếu. Buồng cộng hưởng chứa hoạt chất laser, đó là một chất đặc biệt có khả năng khuyếch đại ánh sáng bằng phát xạ cưỡng bức để tạo ra laser Phân loại PhânLaser chất LASER chất rắn lỏng Laser chất khí Laser chất rắn khoảng 200 chất rắn có khả năng dùng làm môi Có trường hoạt chất laser. Một số loại laser chất rắn thông dụng: YAG-Neodym: hoạt chất là Yttrium Aluminium Garnet (YAG) cộng thêm 2-5% Neodym, có bước sóng 1060nm thuộc phổ hồng ngoại gần. Có thể phát liên tục tới 100W hoặc phát xung với tần số 1000-10000Hz. Hồng ngọc (Rubi): hoạt chất là tinh thể Alluminium có gắn những ion chrom, có bước sóng 694,3nm thuộc vùng đỏ của ánh sáng trắng. Bán dẫn: loại thông dụng nhất là diot Gallium Arsen có bước sóng 890nm thuộc phổ hồng ngoại gần. LASER CHấT KHÍ hoạt chất là khí Heli và Neon, có bước He-Ne: sóng 632,8nm thuộc phổ ánh sáng đỏ trong vùng nhìn thấy, công suất nhỏ từ một đến vài chục mW.  Argon: hoạt chất là khí argon, bước sóng 488 và 514,5nm.  CO2: bước sóng 10.600nm thuộc phổ hồng ngoại xa, công suất phát xạ có thể tới megawatt (MW). Trong y học ứng dụng làm dao mổ.LASER chất lỏngMôi trường hoạt chất là chất lỏng, thông dụng nhấtlà laser màu. Độ định hướng cao: tia laser phát ra hầu như là chùm song song do đó khả năng chiếu xa hàng nghìn km mà không bị phân tán. Tính đơn sắc rất cao: chùm sáng chỉ có một màu (hay một bước sóng) duy nhất. Do vậy chùm laser không bị tán xạ khi đi qua mặt phân cách của hai môi trường có chiết suất khác nhau. Đây là tính chất đặc biệt nhất mà không nguồn sáng nào có. Tính đồng bộ của các photon trong chùm tia laser. Có khả năng phát xung cực ngắn: cỡ mili giây (ms), nano giây, pico giây, cho phép tập trung nTia laze có đặc tính gì? laze có cường độ phát quang rất cao, tức là Máy độ sáng của tia laze lớn. Máy laze có thể đạt tới công suất vài nghìn tỉ W (oát) trong thời gian tác dụng có vài phần nghìn tỉ giây, nhiệt độ có thể đạt tới vài chục triệu độ C, thậm chí tới vài trăm triệu độ C. Độ dính tốt chính là bước sóng của ánh sáng đồng bộ nhau, vị trí và phương hướng cũng thống nhất với nhau. Tia laze có uy lực lớn như vậy, nó không phải do máy laze sáng tạo ra một cách vô căn cứ mà là vì tia laze có những đặc tính trên. Những đặc tính này của tia laze cũng có quan hệ với nhau, nó khái quát bằng cách gọi là “độ sáng đơn sắc cao”. Laser có thể được cấu tạo để hoạt động ở trạng thái bức  xạ sóng liên tục (hay CW - continuous wave) hay bức xạ xung (pulsed operation). Điều này dẫn đến những khác biệt cơ bản khi xây dựng hệ laser cho những ứng dụng khác nhau.Trong chế độ phát liên tục, công suất của một laser tươngđối không đổi so với thời gian. Sự đảo nghịch mật độ(electron) cần thiết cho hoạt động laser được duy trì liên tụcbởi nguồn bơm năng lượng đều đặn.Ứng dụng của laser 1- Phát hiện ung thư vú bằng tia laser Viện Lawrence Liverinore Laboratory (Mỹ) đã chế tạo thành công một mũi kim laser để truy lùng các tế bào ung thư vú. Chỉ cần đâm nhẹ vào vú, kim laser sẽ lập tức phân tích các tế bào và chuyển tín hiệu đến hệ thống máy điện toán nối liền với nó. Phương pháp này cho kết quả chính xác không thua kém kỹ thuật sinh thiết vẫn được áp dụng từ trước đến nay. Đặc biệt, nó tiện lợi hơn cho bệnh nhân vì không phải cắt vài tế bào vú để mổ xẻ trong phòng thí nghiệm như kỹ thuật sinh thiết.Các nhà khoa học Đại học Osaka, Nhật, mớiCác đây đã thực hiện được một tác phẩm điêu khắc độc đáo và là một kỳ công: dùng tia laser tạc tượng một con bò bằng nhựa trong, có kích thước chỉ to bằng một hồng cầu trong máu. Thành công này mở đường cho việc chế tạo các thiết bị nhỏ xíu phục vụ các cuộc vi phẫu trong cơ thể người. Chế độ phát xung chế độ phát xung, công suất laser Trong luôn thay đổi so với thời gian, với đặc trưng là các giai đoạn “đóng” và “ngắt” cho phép tập trung năng lượng cao nhất có thể trong một thời gian ngắn nhất có thể. Laser với cường ...