Технічний коледж національного університету
“Львівська політехніка”
Реферат
На тему:”Важливість відкриття лазера та його можливості”
Виконав: студент 31КІ
Кобринович Р. В.
Прийняв:
Федина Н. Д.
Львів 2019
Зміст
Вступ
Історія винайдення лазера
Застосування в медицині
Застосування лазерного променя в промисловості
Застосування лазерів в комп'ютерній техніці
Висновок
Список використаної літератури
Вступ
Лазер — пристрій для генерування або підсилення монохроматичного світла, створення вузького пучка світла, здатного поширюватися на великі відстані без розсіювання і створювати винятково велику густину потужності випромінювання при фокусуванні.
Лазери за порівняно невеликий час ввійшли в життя та побут людини. Створенню лазера передувала довга історія. Винайденню цього корисного пристрою людство повинно завдячувати радіофізикам а саме Олександру Прохорову та Миколі Басову. Завдяки дослідженням цих вчених була відкрита нова сторінка в історії технічної науки. Звісно, з часом дослідження радянських вчених в свою чергу поповнювалися новими ідеями американських фізиків, які все більше вдосконалювали даний пристрій. Перший лазер на рубіновій основі створений американським вченим Мейманом справив величезне враження на оточуючих. В якості активної речовини в лазерах крім рубіна можуть використовуватися і багато інших сполук.
Цікавим є винайдення Джавою газового лазера. Проте, найбільш важливим врешті-решт стало винайдення у 1962 році радянськими фізиками напівпровідникового лазера.
Історія винайдення лазера
У 1964 році Прохорову, Басову і Таунсу була присуджена Нобелівська премія з фізики «за фундаментальні роботи в галузі квантової електроніки, які привели до створення осциляторів і підсилювачів, заснованих на принципі лазера - мазера». Спочатку, після винаходу, вважалося, що мазер - чисто людське творіння, однак пізніше астрономи виявили, що деякі з далеких галактик працюють як велетенські мазери. У величезних газових хмарах, розміром в мільярди кілометрів, виникають умови для генерації, а джерелом накачування служить космічне випромінювання. Мазери використовуються в техніці, у фізичних дослідженнях, а також як квантові генератори стандартної частоти.
Цікаво, що перший мікрохвильової генератор - мазер на аміаку, було створено ще в 1954 році. Роль зворотного зв'язку грав об'ємний резонатор, розміри якого були близько 12,6 мм (довжина хвилі, випромінюваної при переході аміаку зі збудженого коливального рівня на основний). Для посилення електромагнітного випромінювання оптичного діапазону необхідно було створити об'ємний резонатор, розміри якого були б порядку мікрона. Через пов'язаних з цим технологічних труднощів багато вчених на той час вважали, що створити генератор видимого випромінювання неможливо.
Роботу першого оптичного квантового генератора (лазера) було продемонстровано 16 травня 1960 року. В якості активного середовища використовувався кристал штучного рубіна, а замість об'ємного резонатора служив резонатор Фабрі-Перо, утворений срібними дзеркальними покриттями, нанесеними на торці кристала. Цей лазер працював в імпульсному режимі на довжині хвилі 694,3 нм. У грудні того ж року був створений гелій-неоновий лазер, що випромінює в безперервному режимі. Спочатку лазер працював в інфрачервоному діапазоні, потім був модифікований для випромінювання видимого червоного світла з довжиною хвилі 632,8 нм.
Фізика лазерів і донині інтенсивно розвивається. З моменту винаходу лазера майже щороку з'являлися все нові його види, пристосовані для різних цілей. У 1961 р був створений лазер на неодимовому склі, а протягом наступних п'яти років були розроблені лазерні діоди, лазери на барвниках, лазери на двоокису вуглецю, хімічні лазери. У 1963 р Ж. Алфьоров та Г. Кремер (Нобелівська премія з фізики 2000) розробили теорію напівпровідникових гетеро структур, на основі яких було створено багато лазери.
Унікальні властивості випромінювання лазерів дозволили використовувати їх у різних галузях науки і техніки, наприклад, в оптичних системах зв'язку.
Застосування в медицині
Лазери широко застосовуються в медицині, особливо в офтальмології, хірургії та онкології, здатні створити мале пляма, завдяки високій монохроматичності і спрямованості. В офтальмології лазерне випромінювання з енергією 0,2 - 0,3 дж дозволяє здійснювати ряд складних операцій, не порушуючи цілісності самого очі. Однією з таких операцій є приварка і зміцнення відшарувалася сітківки за допомогою коагуляційних спайок. Крім того, лазерний промінь застосовується для випалювання злоякісних і доброякісних пухлин. У хірургії сфокусований світловий промінь безперервного лазера (потужністю до 100 Вт) слугує надзвичайно гострим і стерильним скальпелем, що здійснює безкровні операції навіть на печінці і селезінці. Значні перспективи має використання безперервних і імпульсних лазерів для припікання ран і зупинки кровотеч у хворих з зниженим згортанням крові.
Використання лазерного скальпеля для проведення хірургічних операцій визначають наступні властивості:
- він виробляє щодо безкровний розріз, оскільки одночасно з розтином тканин він коагулює краю рани "заварюючи" не дуже великі кровоносні судини;
- лазерний скальпель відрізняється постійністю різальних властивостей. Попадання на твердий предмет (наприклад, кістка) не виводить скальпель з ладу. Для механічного скальпеля така ситуація стала б фатальною;
- лазерний промінь в силу своєї прозорості дозволяє хірургові бачити оперований ділянку. Лезо ж звичайного скальпеля, так само як і лезо електро ножа, завжди в якійсь мірі загороджує від хірурга робоче поле;
- лазерний промінь розсікає тканину на відстані, не надаючи ніякого механічного впливу на тканину;
- лазерний скальпель забезпечує абсолютну стерильність, адже з тканиною взаємодіє тільки випромінювання;
- промінь лазера діє строго локально, випаровування тканини відбувається тільки в точці фокусу. Прилеглі ділянки тканини пошкоджуються значно менше, ніж при використанні механічного скальпеля;
- як показала клінічна практика, рана від лазерного скальпеля майже не болить і швидше загоюється.
Практичне застосування лазерів в хірургії почалося в СРСР в 1966 році в інституті імені А. В. Вишневського. Лазерний скальпель був застосований в операціях на внутрішніх органах грудної та черевної порожнин. В даний час лазерним променем роблять шкірно-пластичні операції, операції стравоходу, шлунка, кишечника, нирок, печінки, селезінки та інших органів. Дуже заманливо проведення операцій з використанням лазера на органах, що містять велику кількість кровоносних судин, наприклад, на серце, печінки.