35 странных и чудесных применений лазерных технологий

С момента открытия лазеров в конце 1950-х годов они произвели революцию в нашем образе жизни. От едва заметных изменений, таких как сканеры штрих-кодов, до невероятных экспериментов, которые открывают ученые, лазеры формируют будущее. Возможно, есть сотни способов использования лазеров, но этот список охватывает несколько самых интересных: от банальных и повседневных до странных и чудесных. Так что, если у вас есть проект или идея, которая не совсем оторвана от земли - возможно, этот список поможет.

Сканер штрих-кода

Сканер штрих-кода, по одному на каждую кассу, является, пожалуй, самым известным применением лазеров. Люди с самого начала боялись красного света в стиле звездных войн, но как только мы привыкли к системе, пути назад уже не было.

ДВД плеер

DVD сделан с использованием лазера, который сжигает неровности (называемые ямы) на поверхности. Каждый удар представляет собой ноль. Там, где нет выпуклостей (называемых землями), обозначается 1. Лазер в проигрывателе DVD сканирует DVD во время его вращения. Свет, попадающий на земли, отражается на фотоэлементе, тогда как свет, попадающий в ямы, рассеивается, то есть 0 и 1 с: нет отраженного света и отраженного света. Этот двоичный код затем декодируется и преобразуется в изменяющуюся схему электрических токов, и это преобразуется в фильм, который вы смотрите.

Лазерный указатель

Популярные у преподавателей, лазерные указки легко доступны. Они также хороши для астрономов-любителей, так как зеленые лазеры видны ночью и используются для обозначения отдельных звезд. Само собой разумеется, что указатели следует использовать с осторожностью и никогда не указывать на плоскости или в глазах людей.

Полицейский измеритель скорости

Полиция использует ручные лазеры для измерения скорости проезжающих машин, направляя лазер на машину, а затем измеряя время, необходимое для отражения.

Волоконная оптика

Волоконная оптика (оптоволокно)используется для кабельного телевидения, высокоскоростной связи и эндоскопов. Оптоволоконный кабель сделан из невероятно тонких прядей из стекла или пластика. Лазер используется для преобразования информации в серию световых импульсов, которые передаются по кабелю и транслируются на другом конце фотоэлементом (немного похожим на DVD-плеер).

Лазерная хирургия глаза

Лазеры могут быть использованы для хирургии глаза, потому что они могут использоваться на очень маленькой площади. Существует целый ряд методов лечения, которые могут улучшить зрение и революционизировать методы лечения проблем со зрением.

Лазерное лечение кожи

Лазерное лечение кожи, также известная как "лазерная шлифовка", может помочь вашей коже выглядеть моложе и здоровее. Это особенно хорошо для борьбы с последствиями прыщей, морщин, шрамов и пятен. Лазер используется для удаления внешних слоев кожи и стимулирования нового роста.

Лазерная резка

Лазерная резка произвела революцию в обрабатывающей промышленности. Мало того, что он более эффективен, он невероятно точен и производит высококачественные изделия. И вы можете использовать лазеры, чтобы резать все виды материалов . Мы могли бы говорить о преимуществах лазерной резки в течение всего дня, но мы остановимся на этом видео, которое покажет как работает лазер.

Лунная лазерная локация

Лазеры использовались для измерения расстояния между Землей и Луной с тех пор, как ретрорефлекторы были установлены на Луне во время программы Apollo. Лазеры нацелены на Луну от Земли, и затем рассчитывается расстояние: расстояние = (скорость света х время, необходимое для отражения света) / 2. Благодаря этим измерениям мы знаем, что Луна спиральна от нас и теория Эйнштейна о гравитация предсказывает орбиту Луны с точностью до лазерного измерения дальности.

3D лазерный сканер

3D-сканер может использоваться для обследования объектов и особенно полезен для археологических исследований. После сканирования объекты могут быть воспроизведены с использованием 3D-печати, а затем копия может быть исследована более подробно.

Компьютерная мышь

Помните мышей-роллеров в те времена? Им почти не потребовалось усилий, чтобы застрять и больше никогда не работать. Теперь лазеры используются для отслеживания поверхности вашего стола и перевода этого движения на экран компьютера. Удивительно, но есть и лазерные мыши, которые работают на стеклянных и глянцевых поверхностях.

LiDAR

Это еще одна форма трехмерного лазерного сканирования, но вместо сканирования объектов этот сканер сканирует большие участки земли. Это отличный инструмент для создания карт высокого разрешения, и впервые он был использован для картографирования поверхности Луны в 1971 году во время миссии Аполлон-15.

Лазерный принтер

Лазерные принтеры работают, переводя поток данных с компьютера в двоичный код. Барабан фоторецептора заряжается, давая ему положительный заряд по всей его поверхности. Положительный заряд представляет белые области страницы. Лазер используется, чтобы стереть положительный заряд на барабане, чтобы создать отрицательно заряженные черные области. Тонер получает положительный заряд, так что когда чернильный валик касается барабана фоторецептора, порошок чернил прилипает только к отрицательно заряженным областям. Затем бумага пропускается, и изображение переносится с барабана на страницу. Затем он нагревается, чтобы закрепить тонер на бумаге.

Лазерное охлаждение

Существует несколько методов лазерного охлаждения, но в целом процесс основан на том факте, что когда атом поглощает и переизлучает фотон, он меняет импульс. Это изменение импульса вызывает охлаждение объекта в целом.

Алмазная резка

Бриллианты огранены, чтобы подчеркнуть их естественную искорку. Решить, как огранить алмаз , сложнее, чем кажется. Как невероятно прочный материал, с алмазами трудно работать, и поскольку из них можно извлечь большую прибыль, важно получить как можно больше ограненных камней из одного куска камня. Лазеры используются для обеспечения высокой точности резки.

Лазерный скальпель

Использование лазерных скальпелей помогает минимизировать кровотечение и уменьшает отечность и дискомфорт после процедуры. Процедура обычно занимает меньше времени по сравнению с традиционной хирургией скальпеля и снижает риск инфекции. Лазер также невероятно точен, что делает его хорошим вариантом для хирургического вмешательства на ротовой полости среди других неудобных мест.

Фотодинамическая терапия рака

Эта терапия, также известная как ФДТ , использует лекарство, называемое фотосенсибилизатором или фотосенсибилизирующим агентом, которое активируется лазером. Препарат впрыскивается в организм и поглощается всеми клетками, но, что особенно важно, дольше остается в раковых клетках. Затем опухоль подвергается воздействию лазерного излучения определенной длины волны. Фотосенсибилизатор поглощает свет и производит активную форму кислорода, которая разрушает близлежащие раковые клетки. Это может также разрушить кровеносные сосуды в опухоли, предотвращая необходимые питательные вещества в кровотоке, проходящем через. ФДТ также может активировать иммунную систему против опухоли.

Лазерная сварка

Лазерная сварка (или LBW) является особенно доминирующей в автомобильной промышленности, поскольку она эффективна для крупных проектов. Основными преимуществами использования лазеров является их простая автоматизация с помощью роботизированного оборудования и сварные швы более высокого качества, чем могли бы обеспечить другие методы.

Отбеливание зубов

Эта форма отбеливания зубов работает аналогично обычному отбеливанию зубов тем, что отбеливающий продукт наносится на зубы. Разница в том, что отбеливатель затем активируется с помощью лазера. Эта активация ускоряет реакцию отбеливающего продукта, и цвет меняется быстрее .

Удаление татуировки

Удаление татуировки, вероятно, потребует нескольких процедур, и область кожи с большей вероятностью будет иметь шрамы с более толстой кожей, но лазерное удаление все еще считается лучшим методом. Лазер разрушает частицы чернил в татуировке, а иммунная система отбивает их, имитируя естественное выцветание, которое может вызвать время и солнечное облучение. Более темные пигменты легче удалить с помощью лазеров, поскольку они лучше поглощают энергию лазера.

Лазерное сверление

Лазер пульсирует на материале, заставляя его плавиться или выгорать и образовывать отверстие. Поскольку лазеры невероятно точны, диаметр создаваемого отверстия может составлять всего 0,5 микрона!

Лазерная гравировка

Лазерная гравировка работает так же, как лазерная резка, но лазер cнимает только часть поверхности материала, а не разрезает весь материал до конца.

Лазерные дисплеи

Что за вечеринка без дазера?! Независимо от того, проецируют ли они четкие изображения на стены и потолки или выглядят потрясающе в окружении театрального дыма, лазеры - идеальный источник света в ночных клубах. Вы даже можете использовать зеркала, чтобы отодвинуть лазеры в разные положения для создания лазерных скульптур.

Маркировка драгоценных камней с помощью идентификационного номера Точность лазерной гравировки действительно демонстрируется способностью вырезать идентификационный номер в драгоценный камень, который невозможно обнаружить человеческому глазу. Вы можете даже выгравировать свой домашний адрес, и вам все равно придется использовать микроскоп, чтобы найти его.

Лазерная маркировка

Там, где лазерная гравировка удаляет материал, лазерная маркировка просто обесцвечивает материал. Это полезно для маркировки деталей штрих-кодами или серийными номерами. голограмма Вы можете найти голограммы на самых разных вещах: от ваших водительских прав и банковских карт до пятерки в вашем кармане. Чтобы сделать эти голограммы, лазер проецирует изображение с помощью зеркала и частичного зеркала. Это означает, что луч разделяется на два луча, которые затем снова встречаются на записывающем материале. Световые волны в двух лучах пересекаются и мешают друг другу, и именно эти помехи вызывают отпечаток на записывающем материале. Наконец, на материал попадает лазер, и голограмма дифрагирует на поверхности рисунка голограммы, создавая окончательное голографическое изображение.

лазерная графика

Пузырьковая диаграмма - это блок из стекла или пластика, содержащий внутри себя сгенерированный лазером 3D-дизайн. Чтобы сделать пузырчатую диаграмму из пластика, лазерные лучи пересекаются и вызывают химическую реакцию в пластмассе, легированной соответствующим образом, создавая пузыри, в которых пластмасса имеет другой показатель преломления.

Мощность луча

Энергетическое излучение - это метод передачи энергии с помощью лазерного луча. Электричество преобразуется в лазерный луч, который затем направляется на фотоэлемент. Затем клетка возвращает энергию от лазера обратно в электричество. Этот метод был исследован НАСА, где они предоставили подтверждение концепции с легким беспилотным самолетом, работающим от лазерного луча.

фотолитография

Фотолитография - это процесс использования лазера для печати рисунков на поверхности или кремниевой пластине. Это основной метод создания микроструктуры компьютерного чипа, так как он маленький и достаточно точный.

Распознавание отпечатков пальцев

Лазерные лучи используются полицией для сканирования компьютеризированной базы данных отпечатков пальцев, и для поиска подходящего виновника требуется всего несколько секунд. Полиция также использует лазеры для обнаружения следов выделений организма, таких как пот, процесс, который до сих пор работает со старыми доказательствами

Национальное средство зажигания

Компания NIF, расположенная в Калифорнии, стремилась добиться воспламенения от термоядерного синтеза с высоким приростом энергии, используя лазер для нагрева небольшого количества водородного топлива. Хотя установка объявила о завершении испытаний в 2010 году, она была закрыта в 2012 году, поскольку она не смогла достичь условий, необходимых для возникновения воспламенения.

Квантовая обработка информации

Квантовый компьютер - это теоретическая вычислительная система, которая напрямую использует квантово-механические явления. Квантовый компьютер с захваченными ионами использует кубиты, хранящиеся в стабильных стабильных электронных состояниях ионов, взвешенных в свободном пространстве с помощью электромагнитных полей. Лазеры используются, чтобы вызвать связь (взаимодействие) между состояниями кубита или связь между внутренними состояниями кубита и внешними движущимися состояниями.

Портвейн удаление пятен

Лазерная обработка пятен от портвейна - эффективный способ избавиться от обесцвечивания и избежать эффекта «булыжника», который может развиться в зрелом возрасте. Лазерный свет поглощается красным пигментом в кровеносных сосудах в винном пятне, которое производит тепло, которое обрабатывает пятно. Каждый раз, когда лазер касается кожи, он обрабатывает область размером всего в несколько миллиметров - точка. Один сеанс лечения включает в себя множество этих точек, и лучшие результаты приходят с несколькими сеансами. Интерферометрия (используется в экспериментах по поиску гравитационных волн) Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) использует два лазера для обнаружения гравитационных волн . Лазерный луч расщепляется, отправляя половину его под прямым углом. Этот лазер затем отражается от другого зеркала и снова вводится в исходный лазерный луч. Цель этого состоит в том, чтобы лазерные лучи деструктивно мешали друг другу, и в конце эксперимента на фотодиод не должно поступать света. Однако, если гравитационная волна проходит через, расстояния, которые проходят оба лазера, изменятся, и лазерные лучи войдут в фазу (будут синхронизированы), и некоторое количество света попадет на фотодиод. 11 февраля 2016 года LIGO объявил о первом наблюдении гравитационных волн.