Introducción al láser

Los nombres chinos originales del láser son "laser" y "laser", que son las transliteraciones de su nombre en inglés LASER, que es una abreviatura tomada de las primeras letras del inglés light amplification by simulación de emisión. de radiación. Que significa "amplificación por emisión estimulada". El nombre completo en inglés de láser expresa plenamente el proceso principal de fabricación del láser. En 1964, según la sugerencia del famoso científico chino Qian Xuesen, la "emisión estimulada de luz" pasó a llamarse "láser".

El láser es otro gran invento de la humanidad desde el siglo XX, tras la energía atómica, los ordenadores y los semiconductores. Conocido como "el cuchillo más rápido", "la regla más precisa", "la luz más brillante" y "el extraño láser". Es 5 mil millones de veces más brillante que la luz del sol. Su principio fue descubierto por el famoso físico Einstein ya en 1916, pero no fue hasta 1958 que se creó el primer láser exitoso. Laser fue creado en el contexto de la urgente necesidad de preparación teórica y práctica productiva. Logró un desarrollo extremadamente rápido tan pronto como salió. El desarrollo de los láseres no sólo dio origen a la antigua tecnología óptica, sino que también dio lugar al surgimiento de una industria completamente nueva. El láser permite a las personas utilizar eficazmente métodos y medios avanzados sin precedentes para obtener beneficios y logros sin precedentes, promoviendo así el desarrollo de la productividad.

[Editar este párrafo] Generación de láser

Si las partículas microscópicas, como átomos o moléculas, tienen un nivel de energía alto E2 y un nivel de energía bajo E1, las densidades numéricas de partículas de E2 y E1 son N2 y N1, existen tres procesos: transición de emisión espontánea, transición de emisión estimulada y transición de absorción estimulada. La luz de emisión estimulada producida por la transición de emisión estimulada tiene la misma frecuencia, fase, dirección de propagación y dirección de polarización que la luz incidente. Por tanto, la emisión estimulada de un gran número de partículas excitadas por el mismo campo de radiación coherente es coherente. La probabilidad de que se produzcan transiciones de emisión estimuladas y transiciones de absorción de emisiones estimuladas es proporcional a la densidad de energía monocromática del campo de radiación incidente. Cuando los pesos estadísticos de dos niveles de energía son iguales, las probabilidades de los dos procesos son iguales. En el caso del equilibrio térmico, N2 < N1, por lo que dominan las transiciones de absorción estimulada y la luz suele atenuarse debido a la absorción estimulada al atravesar el material. La excitación de energía externa puede destruir el equilibrio térmico y hacer que N2 > N1, lo que se denomina estado de inversión del número de partículas. En este caso dominan las transiciones de emisiones estimuladas. Después de que la luz pasa a través del material de trabajo del láser (material activo) con una longitud de L, la intensidad de la luz aumenta eGl veces. g es un coeficiente proporcional a (N2-N1), llamado coeficiente de ganancia, y su tamaño también está relacionado con las propiedades del medio de trabajo del láser y la frecuencia de la onda de luz. Un material activo es un amplificador láser.

Si se coloca una sustancia activada en una cavidad resonante óptica (Figura 1) que consta de dos espejos paralelos (al menos uno de los cuales es parcialmente transmisible), las partículas de alta energía se moverán espontáneamente hacia el lanzamiento en todas direcciones. . Entre ellos, la onda de luz no axial escapa rápidamente de la cavidad resonante; la onda de luz axial puede propagarse hacia adelante y hacia atrás en la cavidad y su intensidad aumenta a medida que se propaga en el material láser. Si la ganancia de señal pequeña unidireccional G0l en la cavidad resonante es mayor que la pérdida unidireccional δ (G0l es el coeficiente de ganancia de señal pequeña), puede ocurrir autooscilación. Los estados de movimiento de los átomos se pueden dividir en diferentes niveles de energía. Cuando los átomos pasan de un nivel de energía alto a un nivel de energía bajo, liberan fotones de la energía correspondiente (la llamada emisión espontánea). De manera similar, cuando un fotón incide sobre un sistema de niveles de energía y es absorbido por él, hará que los átomos salten de un nivel de energía bajo a un nivel de energía alto (la llamada absorción estimulada, entonces, algunos de los átomos que saltan); Al nivel de energía alto salta al nivel de energía más bajo, se liberan fotones (la llamada emisión estimulada de radiación). Estos movimientos no son aislados sino que a menudo ocurren simultáneamente. Cuando creamos una condición, como usar un medio adecuado, * * * cavidad y suficiente campo eléctrico externo, la radiación estimulada se amplificará para ser mayor que la absorción estimulada y luego, en general, se emitirán fotones, generando así luz láser.

[Editar este párrafo] Características de los láseres

(1) Emisión de luz direccional

Las fuentes de luz comunes emiten luz en todas las direcciones. Para que la luz emitida se propague en una dirección, es necesario instalar un determinado dispositivo condensador de luz en la fuente de luz. Por ejemplo, los faros de los automóviles, los reflectores, etc. están equipados con reflectores con funciones de captación de luz, de modo que la luz irradiada pueda captarse y emitirse en una dirección.

La luz láser emitida por el láser se emite naturalmente en una dirección y la divergencia del haz es extremadamente pequeña, solo alrededor de 0,001 radianes, que es casi paralela. En 1962, el hombre iluminó por primera vez la Luna con luz láser. La distancia entre la Tierra y la Luna es de unos 380.000 kilómetros, pero el punto láser en la superficie de la Luna es de menos de dos kilómetros. Si el efecto de concentración de la luz es bueno, los rayos aparentemente paralelos del reflector apuntarán a la Luna y cubrirán toda la Luna según el diámetro de su mancha.

(2) Brillo muy alto

Antes de la invención del láser, la lámpara de xenón pulsada de alto voltaje tenía el brillo más alto entre las fuentes de luz artificial, lo que equivalía al brillo de el sol, mientras que el brillo del láser de rubí podría superar el de la lámpara de xenón decenas de miles de millones de veces. Como el láser es extremadamente brillante, puede iluminar objetos distantes. La iluminación producida por el rayo láser de rubí en la luna es de aproximadamente 0,02 lux (unidad de iluminancia), el color es rojo brillante y el punto del láser es claramente visible. Si se ilumina la Luna con el reflector más potente, la iluminación producida será sólo de aproximadamente una billonésima parte de un lux, lo cual es completamente indetectable para el ojo humano. La razón principal del alto brillo del láser es la emisión de luz direccional. Se emite una gran cantidad de fotones en un espacio muy pequeño y, naturalmente, la densidad de energía es extremadamente alta.

(3) El color es extremadamente puro

El color de la luz está determinado por la longitud de onda (o frecuencia) de la luz. Una determinada longitud de onda corresponde a un determinado color. El rango de distribución de longitud de onda de la luz solar es de aproximadamente 0,76 micrones a 0,4 micrones, y los colores correspondientes van del rojo al morado y hasta 7 colores, por lo que la luz solar no es monocromática. Una fuente de luz que emite luz de un solo color se llama fuente de luz monocromática y las ondas de luz que emite tienen una única longitud de onda. Como lámpara de criptón, lámpara de helio, lámpara de neón, lámpara de hidrógeno, etc. Todas son fuentes de luz monocromáticas que emiten solo un determinado color de luz. Aunque la fuente de luz monocromática tiene una única longitud de onda, todavía tiene un cierto rango de distribución. Por ejemplo, la lámpara de criptón solo emite luz roja y se dice que tiene la monocromaticidad más alta. El rango de distribución de longitud de onda sigue siendo de 0,0001 nm. Por lo tanto, si se identifica cuidadosamente la luz roja emitida por la lámpara de criptón, todavía contiene docenas de colores rojos. . Se puede observar que cuanto más estrecho sea el rango de distribución de longitudes de onda de la radiación óptica, mejor será la monocromaticidad.

El rango de distribución de longitudes de onda de la luz emitida por el láser es muy estrecho, por lo que el color es extremadamente puro. Tomando como ejemplo el láser He-Ne que emite luz roja, su rango de distribución de longitud de onda puede ser tan estrecho como 2 × 10-9 nm, que es dos diezmilésimas del rango de distribución de longitud de onda de la luz roja emitida por una lámpara de criptón. Se puede ver que la monocromaticidad del láser es mucho mayor que la de cualquier fuente de luz monocromática.

Además, los láseres tienen otras características: buena coherencia. La frecuencia, la dirección de vibración y la fase del láser son muy consistentes, por lo que cuando las ondas de luz del láser se superponen en el espacio, la distribución de la intensidad de la luz en el área de superposición mostrará un fenómeno estable de intensidad e intensidad alternas. Este fenómeno se llama interferencia de la luz, por lo que la luz láser es luz coherente. La luz emitida por fuentes de luz ordinarias se denomina luz incoherente porque la frecuencia, la dirección de la vibración y la fase son inconsistentes.

El tiempo de flash puede ser muy corto. Por razones técnicas, el tiempo de destello de las fuentes de luz comunes no puede ser muy corto, y el tiempo de destello del flash fotográfico es de aproximadamente una milésima de segundo. El tiempo de destello del láser pulsado es muy corto, alcanzando los 6 femtosegundos (1 femtosegundo = 10-15 segundos). Las fuentes de luz con tiempos de destello extremadamente cortos tienen usos importantes en la producción, la investigación científica y el ejército.

(4) La densidad de energía es extremadamente alta.

La fórmula de cálculo de la energía del fotón es E=hf, donde h es la constante de Planck y f es la frecuencia. Por tanto, cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la energía. El rango de frecuencia del láser es de 3,846 * 10 (14) Hz a 7,895 * 10 (14) Hz. El espectro de ondas electromagnéticas se puede dividir a grandes rasgos en: (1) Ondas de radio: longitudes de onda desde unos pocos kilómetros hasta aproximadamente 0,3 metros, televisión en general. (2) Microondas: el rango de longitud de onda es de 0,3 m ~ 10-3 m, estas ondas se utilizan principalmente en radares u otros sistemas de comunicación (3) La longitud de onda infrarroja es de 10-3 ma 7,8 × 10-7 m; - Esta es una banda muy estrecha de longitudes de onda a la que las personas pueden ser sensibles. Longitudes de onda de 780 a 380 nanómetros. La luz es una onda electromagnética que se emite cuando cambia el estado de movimiento de los electrones en átomos o moléculas. Porque es la parte de las ondas electromagnéticas que podemos sentir y percibir directamente; (5) Luz ultravioleta: el rango de longitud de onda es de 3×10-7 ma 6×10-10 m. Estas ondas tienen un origen similar a las ondas luminosas y suelen emitirse durante descargas eléctricas.

Debido a que su energía es equivalente a la energía involucrada en reacciones químicas generales, la luz ultravioleta tiene el efecto químico más fuerte (6) Los rayos Roentgen, esta parte del espectro electromagnético, con longitudes de onda de 2×10-9 metros a 6×10-12; metros. Los rayos Roentgen (rayos X) se emiten cuando los electrones internos de un átomo eléctrico saltan de un estado energético a otro, o cuando los electrones desaceleran en un campo eléctrico nuclear. (7) Rayos gamma: ondas electromagnéticas con una longitud de onda de 10 a 10 a 10 a 14 metros. Esta onda electromagnética invisible se emite desde el núcleo de un átomo y esta radiación suele ir acompañada de materiales radiactivos o reacciones nucleares. Los rayos gamma tienen un gran poder de penetración y son muy destructivos para los seres vivos. Desde este punto de vista, la energía del láser no es muy grande, pero la densidad de energía es muy alta (porque el rango de acción es muy pequeño, generalmente solo un punto), y es comprensible recolectar una gran cantidad de energía en un corto período de tiempo como arma.

[Editar este párrafo] Radiación estimulada

¿Qué es la “radiación estimulada”? Se basa en una teoría completamente nueva propuesta por el gran científico Einstein en 1916. Esta teoría significa que dentro de los átomos que componen la materia, hay diferente número de partículas (electrones) distribuidas en diferentes niveles de energía. Cuando un fotón excita una partícula de alta energía, salta de un nivel de alta energía a un nivel de baja energía. En este momento, emitirán luz con las mismas propiedades que la luz que los excita y, bajo ciertas condiciones, la luz débil también puede excitar la luz fuerte. Esto se denomina "amplificación óptica de la emisión estimulada de radiación", o para abreviar láser. El láser tiene cuatro características principales: alto brillo, alta direccionalidad, alta monocromaticidad y alta coherencia.

Actualmente, el láser se ha utilizado ampliamente en soldadura láser, corte y perforación láser (incluidos orificios oblicuos, orificios irregulares, orificios de yeso, orificios de papel de corcho, orificios de placas de acero, orificios de impresión de envases, etc.) . ), enfriamiento por láser, tratamiento térmico por láser, marcado por láser, grabado en vidrio, recorte por láser, litografía por láser, fabricación de películas por láser, procesamiento de películas por láser, embalaje por láser, reparación de circuitos por láser, tecnología de cableado por láser, limpieza por láser, etc.

Después de más de 30 años de desarrollo, los láseres están ahora en casi todas partes. Se ha utilizado en todos los aspectos de la vida y la investigación científica: acupuntura láser, corte por láser, soldadura por láser, enfriamiento por láser, CD, telémetro láser, giroscopio láser, enderezador láser, bisturí láser, bomba láser, lidar, pistola láser, cañón láser, etc. Sin duda, los láseres tendrán aplicaciones más amplias en un futuro próximo.

[Editar este párrafo] Otras características del láser.

El láser tiene muchas características: En primer lugar, el láser es monocromático o de frecuencia única. Algunos láseres pueden producir láseres de diferentes frecuencias al mismo tiempo, pero estos láseres están aislados entre sí y se utilizan por separado. En segundo lugar, la luz láser es luz coherente. La característica de la luz coherente es que todas sus ondas de luz están sincronizadas y todo el haz de luz es como un "tren de ondas". En tercer lugar, la luz láser está muy concentrada, es decir, requiere una gran distancia para dispersarse o converger.

El láser es una fuente de luz inventada en los años 60. Láser es la abreviatura de "amplificación de luz de emisión estimulada" en inglés. Hay muchos tipos de láseres, que varían en tamaño desde varios campos de fútbol hasta un grano de arroz o sal. Los láseres de gas incluyen láseres de helio-neón y láseres de argón; los láseres de estado sólido incluyen láseres de rubí; los láseres semiconductores incluyen diodos láser, como los diodos láser de los reproductores de CD, reproductores de DVD y CD-ROM. Cada láser tiene su propia forma única de producir luz láser.

[Editar este párrafo] Aplicación de la tecnología láser

La tecnología de procesamiento láser utiliza las características de la interacción entre el rayo láser y el material para lograr corte, soldadura, tratamiento de superficies, perforación y micro -mecanizado de materiales, tecnología para identificar objetos como fuentes de luz. El campo de aplicación más tradicional es la tecnología de procesamiento láser. La tecnología láser es una tecnología integral que involucra luz, maquinaria, electricidad, materiales, detección y otras disciplinas. Tradicionalmente, su ámbito de investigación se puede dividir generalmente en:

Sistemas de procesamiento láser. Incluyendo láseres, sistemas de guía de luz, máquinas herramienta de procesamiento, sistemas de control y sistemas de detección.

2. Tecnología de procesamiento láser. Incluyendo corte, soldadura, tratamiento de superficies, perforación, trazado, marcado, ajuste y otras tecnologías de procesamiento.

Soldadura láser: placas gruesas de carrocerías de automóviles, piezas de automóviles, baterías de litio, marcapasos, relés sellados y otros dispositivos sellados, así como diversos dispositivos que no permiten la contaminación y deformación de la soldadura.

Los láseres utilizados actualmente incluyen láseres YAG, láseres de CO2 y láseres de bombas semiconductoras.

Corte por láser: corte de diversas piezas metálicas y materiales especiales en la industria automotriz, computadoras, gabinetes eléctricos, industrias de moldes de herramientas para carpintería, hojas de sierra circular, acrílico, arandelas elásticas, placas de cobre para piezas electrónicas de menos de 2 mm, y algunos metales Placa de malla, tubería de acero, placa de hierro estañado, placa de acero con revestimiento de plomo, bronce fosforado, tablero de baquelita, aleación de aluminio delgada, vidrio estacional, caucho de silicona, placa de cerámica de alúmina de menos de 1 mm. Los láseres utilizados son láseres YAG y láseres de CO2.

Marcado láser: muy utilizado en diversos materiales y en casi todas las industrias. Los láseres utilizados actualmente incluyen láseres YAG, láseres de CO2 y láseres de bombas semiconductoras.

Perforación por láser: La perforación por láser se utiliza principalmente en la industria aeroespacial, fabricación de automóviles, instrumentos electrónicos, industria química y otras industrias. El rápido desarrollo de la perforación láser se refleja principalmente en la potencia de salida promedio del láser YAG para perforación, que aumentó de 400w hace cinco años a 800w y alcanzó 1000w. En la actualidad, la aplicación relativamente madura de la perforación láser en China es artificial. Troqueles de trefilado de diamantes y diamantes naturales Producción y producción de cojinetes de piedras preciosas para relojes e instrumentos de relojería, palas de aviones, placas de circuito impreso multicapa y otras industrias. La mayoría de los láseres utilizados actualmente son láseres YAG y láseres de CO2, pero también existen algunos láseres excimer, láseres de isótopos y láseres de bomba semiconductora.

Tratamiento térmico con láser: ampliamente utilizado en la industria automotriz, como el tratamiento térmico de camisas de cilindros, cigüeñales, aros de pistón, conmutadores, engranajes y otras piezas, así como en la industria aeroespacial, de máquina herramienta y otras industrias mecánicas. El tratamiento térmico con láser se utiliza mucho más en mi país que en el extranjero. La mayoría de los láseres utilizados actualmente son láseres YAG y láseres de CO2.

Prototipado rápido por láser: Se forma combinando tecnología de procesamiento láser con tecnología de control numérico por ordenador y tecnología de fabricación flexible. Se utiliza principalmente en la industria de moldes y modelos. La mayoría de los láseres utilizados actualmente son láseres YAG y láseres de CO2.

Recubrimiento láser: muy utilizado en la industria aeroespacial, de moldes y electromecánica. La mayoría de los láseres utilizados actualmente son láseres YAG de alta potencia y láseres de CO2.

Científicos de la Universidad de Texas han desarrollado el láser operativo más potente del mundo. Este láser genera 2.000 veces más energía por billonésima de segundo que todas las centrales eléctricas de Estados Unidos, con una potencia de más de 1 picovatio, el equivalente a 10 veces 15 vatios. Este láser se lanzó por primera vez en 1996. Martínez dijo que espera que su proyecto rompa ese récord en 2008, con una potencia láser de entre 1,3 y 1,5 picawatts. "Podemos poner materiales en un estado extremo que es invisible desde la Tierra", dijo McAll Martínez, líder del proyecto superláser. "Lo que planeamos observar en Texas es el equivalente a ir al espacio para observar una estrella en explosión". /p>

[Editar este párrafo] Aplicación del láser en medicina

Sistema láser utilizado en odontología

Según las diferentes funciones del láser en aplicaciones dentales, se pueden Hay varios sistemas láser diferentes. Una característica importante que distingue a los láseres son los diferentes efectos de las longitudes de onda de la luz sobre el tejido. La tasa de absorción de luz de la luz visible y el espectro del infrarrojo cercano es baja, la penetrabilidad es fuerte y puede penetrar profundamente en el tejido dental, como el láser de iones de argón, el láser de diodo o el láser Nd: YAG (Figura 1). Er: el láser YAG y el láser CO tienen poca penetración de la luz y solo pueden penetrar el tejido dental aproximadamente 0,01 mm. La segunda característica importante que distingue a los láseres es la intensidad (es decir, la potencia) del láser. Por ejemplo, los láseres de diodo que se utilizan para el diagnóstico tienen solo unos pocos milivatios y, a veces, se pueden utilizar para pantallas láser.

El láser utilizado para el tratamiento suele ser un láser de intensidad media, de varios vatios. El efecto de la luz láser sobre el tejido también depende de cómo se emiten los pulsos del láser. Los métodos típicos de emisión de pulsos continuos son el láser de iones de argón, el láser de diodo, el láser de CO2 y el láser. Hay láseres Er:YAG o muchos láseres Nd:YAG que disparan en pulsos cortos. La intensidad (es decir, la potencia) de los láseres de pulso corto puede alcanzar más de 1.000 vatios. Estos láseres de alta intensidad y alta absorción de luz solo son adecuados para eliminar tejido duro.

Aplicación del láser en el diagnóstico de caries

1. Desmineralización y caries superficial

2. Caries ocultas

Láser en el tratamiento Aplicaciones en

1. Corte

2. Polimerización de filler y tratamiento de fosas

Aplicaciones del láser en la industria

El láser en También es muy utilizado en industria porque puede derretir el material cuando el rayo láser se enfoca en la superficie del material, lo que hace que el rayo láser y el material se muevan entre sí a lo largo de una determinada trayectoria, formando así una hendidura de cierta forma. Después de la década de 1970, para mejorar la calidad del oxicorte, se promovió el oxicorte de precisión y el corte por plasma. Tiene una cierta gama de aplicaciones en la producción industrial.

[Editar este párrafo] Belleza con láser

(1) El láser se utiliza cada vez más en la industria de la belleza. El láser genera luz monocromática con alta energía, enfoque preciso y cierto poder de penetración, que actúa sobre el tejido humano para generar alto calor localmente, eliminando o destruyendo así el tejido objetivo. Los láseres de pulso de diferentes longitudes de onda pueden tratar diversas enfermedades vasculares de la piel y pigmentación, como nevo de Ota, manchas de vino de Oporto, pecas, manchas de la edad, telangiectasias, eliminación de tatuajes, lavado de delineador de ojos, lavado de cejas, tratamiento de cicatrices, etc. En los últimos años, algunos instrumentos láser nuevos, como el láser de CO2 de superpulso de alta energía, el láser de erbio, etc., han logrado buenos resultados en la eliminación de arrugas, descamación de la piel, tratamiento de ronquidos, blanqueamiento dental, etc., abriéndose cada vez más. Campos más amplios para el campo de la cirugía láser.

(2) La cirugía láser tiene ventajas que la cirugía tradicional no puede igualar. En primer lugar, la cirugía láser no requiere hospitalización, la incisión es pequeña, no hay sangrado durante la operación, el trauma es leve y no quedan cicatrices. Por ejemplo, los métodos quirúrgicos tradicionales para tratar las bolsas de los ojos tienen desventajas tales como un amplio rango de descamación, sangrado intraoperatorio excesivo, curación postoperatoria lenta y cicatrización fácil. La aplicación del láser de CO2 de ultrapulso de alta energía para tratar las bolsas de los ojos tiene las ventajas de no sangrar intraoperatoriamente, no necesita sutura, no afecta el trabajo normal, tiene un edema mínimo en el sitio quirúrgico, una recuperación rápida y no deja cicatrices, lo cual es incomparable con la cirugía tradicional. Algunas cirugías endoscópicas que no se pueden realizar debido a un sangrado excesivo se pueden completar con corte por láser. (Nota: existe un cierto margen de adaptación)

(3) El láser ha logrado resultados notables en el tratamiento de enfermedades vasculares de la piel y pigmentación. El tratamiento con láser de colorante pulsado de las manchas de vino de Oporto es muy eficaz, causa poco daño al tejido circundante y casi no deja cicatrices. Su aparición se ha convertido en una revolución en la historia del tratamiento de las manchas en vino de Oporto, porque en la historia del tratamiento de las manchas en vino de Oporto, la radiación, la congelación, el electrocauterio, la cirugía y otros métodos tienen una alta incidencia de cicatrices y, a menudo, pérdida o deposición de pigmento. ocurre. El tratamiento con láser para las enfermedades vasculares de la piel consiste en la absorción selectiva de la luz láser de una determinada longitud de onda por la hemoglobina oxigenada, lo que da como resultado un alto grado de destrucción del tejido vascular. Tiene alta precisión y seguridad y no afectará a los tejidos vecinos circundantes. Por tanto, el tratamiento con láser de las telangiectasias también es eficaz.

Además, gracias a la llegada de los láseres de pulso variable, se han logrado importantes avances en la eliminación de tatuajes insatisfactorios y en el tratamiento de diversas enfermedades pigmentadas de la piel, como el nevo de Ota y las manchas de la edad. Según la teoría del efecto fototérmico selectivo (es decir, láseres de diferentes longitudes de onda pueden actuar selectivamente sobre lesiones cutáneas de diferentes colores), este láser utiliza su potente potencia instantánea, su energía radiante altamente concentrada y su selectividad de pigmento, y su ancho de pulso extremadamente corto para La energía del láser se concentra en las partículas de pigmento, se vaporiza y tritura directamente y se excreta a través del tejido linfático sin afectar los tejidos normales circundantes. Está profundamente arraigado en los corazones de las personas debido a su precisa eficacia, seguridad y confiabilidad, sin dejar cicatrices. y dolor mínimo.

(4) La cirugía láser ha creado una nueva era de belleza médica. El peeling y el rejuvenecimiento con láser de CO2 de ultrapulso de alta energía han abierto una nueva tecnología en la cirugía estética. Utiliza un láser de pulso ultracorto de alta energía para vaporizar instantáneamente el tejido de la piel envejecido y dañado sin dañar el tejido circundante. Casi no hay sangrado durante el proceso de tratamiento y la profundidad de la acción se puede controlar con precisión. Su efecto ha sido plenamente reconocido por la comunidad internacional de cirugía plástica médica y se conoce como "la creación de una nueva era de belleza médica". Además, también existe un láser de CO2 de superpulso de alta energía para tratar las bolsas de los ojos, los ronquidos y el acné. Incluso blanqueamiento dental con láser. Con su eficacia segura y precisa y su tratamiento sencillo y rápido, ha creado un milagro tras otro en el campo de la belleza médica. La cosmetología láser ha dado un gran paso adelante a la cosmetología médica y le ha dado una connotación actualizada.

[Editar este párrafo] Enfriamiento por láser

El enfriamiento por láser utiliza la interacción entre el láser y los átomos para ralentizar el movimiento de los átomos, obteniendo así átomos de temperatura ultrabaja. El objetivo principal de esta importante tecnología en sus inicios era medir con precisión varios parámetros atómicos para espectroscopia láser de alta resolución y estándares de frecuencia cuántica de ultra alta precisión (relojes atómicos), pero luego se convirtió en un método experimental clave para lograr Bose-atómico. Condensación de Einstein. Aunque la gente se dio cuenta de que la luz ejerce presión de radiación sobre los átomos ya a principios del siglo XX, no fue hasta la invención del láser que se desarrolló la tecnología de utilizar la presión de la luz para cambiar la velocidad de los átomos. Se encontró que cuando los átomos se mueven en un par de rayos láser cuya frecuencia es ligeramente menor que la diferencia de energía de transición atómica y cuyas direcciones de propagación son opuestas, debido al efecto Doppler, los átomos tienden a absorber fotones en dirección opuesta a la de los átomos. , pero absorben fotones que se propagan en la misma dirección. La probabilidad es pequeña; los fotones absorbidos irradiarán espontáneamente de forma isotrópica. En promedio, el efecto neto de los dos rayos láser es crear una fuerza amortiguadora en la dirección opuesta al movimiento de los átomos, desacelerando así el movimiento de los átomos (es decir, enfriándolos). En 1985, Phillips del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología y Steven Zhu de la Universidad de Stanford realizaron por primera vez el experimento de enfriamiento de átomos con láser y obtuvieron gas sodio a una temperatura extremadamente baja (24 μK). Además, utilizaron un rayo láser tridimensional para formar una teoría magnetoóptica, atrapando átomos en una pequeña área del espacio y enfriándolos, y obtuvieron un "pegamento óptico" de menor temperatura. Desde entonces, han surgido muchos métodos nuevos de enfriamiento por láser. Los más famosos son la "limitación de población coherente selectiva de velocidad" y el "enfriamiento Raman". El primero fue propuesto por Claude Cohen-Tanogy de la Escuela Normal de París y el segundo por Zhu. Utilizaron esta técnica para alcanzar temperaturas extremadamente bajas por debajo del límite de retroceso del fotón, respectivamente. Desde entonces, la gente ha desarrollado una serie de tecnologías de enfriamiento que combinan campos magnéticos y láseres, incluido el enfriamiento por gradiente de polarización, el enfriamiento por inducción magnética, etc. Zhu, Cohen Danocchi y Phillips también ganaron el Premio Nobel de Física en 1997. El enfriamiento por láser tiene muchas aplicaciones, como la óptica atómica, el grabado atómico, los relojes atómicos, las redes ópticas, las pinzas ópticas, la condensación de Bose-Einstein, los láseres atómicos, la espectroscopia de alta resolución, la investigación básica sobre la interacción entre la luz y la materia, etc.

[Editar este párrafo] Espectroscopia láser

La espectroscopia láser es una tecnología espectroscópica que utiliza el láser como fuente de luz. En comparación con las fuentes de luz ordinarias, las fuentes de luz láser tienen las características de buena monocromaticidad, alto brillo, fuerte direccionalidad y fuerte coherencia. Son una fuente de luz ideal para estudiar la interacción entre la luz y la materia, identificando así la estructura, composición y estado. de la materia y sus sistemas y cambios. La aparición de los láseres ha mejorado enormemente la sensibilidad y resolución de las técnicas espectroscópicas originales. Gracias a la adquisición de láseres de intensidad extremadamente alta y ancho de pulso extremadamente estrecho, se ha hecho posible observar el proceso multifotónico, el proceso fotoquímico no lineal y el proceso de relajación después de que se excitan las moléculas, y se han desarrollado respectivamente en nuevas tecnologías espectroscópicas. La espectroscopia láser se ha convertido en un campo de investigación estrechamente relacionado con la física, la química, la biología y la ciencia de los materiales.

[Editar este párrafo]Sensor láser

El sensor láser es un sensor que utiliza tecnología láser para la medición. Consta de láser, detector láser y circuito de medición. El sensor láser es un nuevo tipo de instrumento de medición con las ventajas de medición a larga distancia sin contacto, velocidad rápida, alta precisión, amplio rango de medición y fuerte resistencia a la interferencia fotoeléctrica.

[Editar este párrafo] Lidar

Lidar se refiere al radar que utiliza láser como fuente de radiación. Lidar es una combinación de tecnología láser y tecnología de radar. Consta de transmisor, antena, receptor, marco de seguimiento y procesamiento de información. Los emisores son varios tipos de láseres, como láseres de dióxido de carbono, láseres de granate de itrio y aluminio dopados con neodimio, láseres semiconductores y láseres de estado sólido sintonizables en longitud de onda. La antena es un telescopio óptico; el receptor utiliza diversas formas de fotodetectores, como tubos fotomultiplicadores, fotodiodos semiconductores, fotodiodos de avalancha, dispositivos multidetectores de luz visible e infrarroja, etc. LiDAR funciona en dos modos: onda pulsada o continua. Los métodos de detección se dividen en detección directa y detección heterodina.

[Editar este párrafo]Arma láser

El arma láser es un arma de energía dirigida que utiliza rayos láser direccionales para destruir o paralizar directamente los objetivos. Según los diferentes propósitos de combate, las armas láser se pueden dividir en armas láser tácticas y armas láser estratégicas.

El sistema de armas se compone principalmente de láseres, dispositivos de seguimiento, puntería y lanzamiento. Los láseres de uso común actualmente incluyen láseres químicos, láseres sólidos y láseres de CO2. Las armas láser tienen las ventajas de una velocidad de ataque rápida, dirección flexible, ataques precisos y ausencia de interferencias electromagnéticas, pero también tienen la desventaja de verse fácilmente afectadas por el clima y el medio ambiente. Las armas láser tienen una historia de más de 30 años y sus tecnologías clave también han logrado avances. Estados Unidos, Rusia, Francia, Israel y otros países han realizado con éxito varios experimentos con disparos láser. En la actualidad, se han puesto en uso armas láser de baja energía, que se utilizan principalmente para interferir y cegar sensores fotoeléctricos a corta distancia, así como para atacar los ojos humanos, y algunas armas láser de alta energía utilizan principalmente láseres químicos; Según el nivel actual, se espera que se despliegue en plataformas terrestres y aéreas en los próximos 5 a 10 años para defensa aérea táctica, operaciones antimisiles y antisatélites en el teatro de operaciones.

]Vidrio láser

El vidrio láser es un material láser sólido a base de vidrio. Se utiliza ampliamente en varios tipos de dispositivos ópticos láser sólidos y se ha convertido en el principal material láser para láseres de alta potencia y alta energía.

El vidrio láser está compuesto por matriz de vidrio e iones activados. Varias propiedades físicas y químicas del vidrio láser están determinadas principalmente por la matriz de vidrio, mientras que sus propiedades espectrales están determinadas principalmente por los iones activados. Sin embargo, el vidrio de matriz y los iones activados interactúan, por lo que los iones activados tienen cierta influencia en las propiedades físicas y químicas del vidrio láser, y la influencia del vidrio de matriz en sus propiedades espectrales es a veces bastante importante.

[Editar este párrafo] Historia del láser

En 1958, los científicos estadounidenses Luo Xiao y Downs descubrieron un fenómeno mágico: cuando irradiaban la luz de una bombilla interna sobre un cristal de tierras raras. Cuando se calientan, las moléculas del cristal emitirán una luz brillante y la luz siempre permanecerá unida. Basándose en este fenómeno, propusieron el "principio del láser", es decir, cuando una sustancia es excitada por energía con la misma frecuencia de oscilación natural de sus moléculas, producirá esta luz fuerte e indiferenciada: el láser. Encontraron documentos importantes para este propósito.

Después de que se publicaron los resultados de la investigación de Xiao Luo y Downs, científicos de varios países propusieron varios planes experimentales, pero ninguno de ellos tuvo éxito. El 15 de mayo de 1960, un científico del Laboratorio Hughes en California anunció que había obtenido un láser con una longitud de onda de 0,6943 micrones. Este fue el primer láser jamás obtenido por la humanidad y, por lo tanto, se convirtió en la primera persona en el mundo en introducirlo. en aplicaciones prácticas.

El 7 de julio de 1960, Maiman anunció el nacimiento del primer láser del mundo. El plan de Maiman era utilizar un tubo de destello de alta intensidad para excitar los átomos de cromo en los cristales de rubí, creando un haz rojo alargado y bastante concentrado que, cuando alcanzaba un cierto punto, podía alcanzar temperaturas superiores a la superficie del sol.

El ex científico soviético H.γ. Basov inventó el láser semiconductor en 1960. La estructura de un láser semiconductor suele estar formada por una capa P, una capa N y una capa activa, formando una doble heterounión. Sus características son: tamaño pequeño, alta eficiencia de acoplamiento, respuesta rápida, longitud y tamaño de onda compatibles con el tamaño de la fibra, modulación directa y buena coherencia.

La "revolución láser" tiene una gran importancia

En la sociedad moderna, el papel de la información es cada vez más importante. Cuanto más rápida, precisa y rica sea la información, más proactiva será la iniciativa y mayores serán las posibilidades de éxito. La aparición del láser desencadenó una revolución de la información. Desde discos VCD y DVD hasta la fotocomposición láser, el uso de láseres ha mejorado enormemente la eficiencia y ha facilitado que las personas guarden y recuperen información. La "revolución láser" tiene una gran importancia. El láser tiene un buen control espacial y de tiempo, y tiene un gran grado de libertad en el material, la forma, el tamaño y el entorno de procesamiento del objeto procesado, y es especialmente adecuado para el procesamiento automatizado. La combinación de un sistema de procesamiento láser y una tecnología de control numérico por computadora puede formar equipos de procesamiento automatizados eficientes y convertirse en una tecnología clave para que las empresas implementen una producción oportuna, abriendo amplias perspectivas para un procesamiento y producción de alta calidad, eficiente y de bajo costo. Actualmente, la tecnología láser se ha integrado en nuestra vida diaria. En los próximos años, el láser nos traerá más milagros.

Velocimetría Láser

La medición de la velocidad del láser consiste en medir el objeto medido dos veces en un intervalo de tiempo específico.

Obtenga la distancia de movimiento del objeto medido dentro del período de tiempo, obteniendo así la velocidad de movimiento del objeto medido.

Comunicación láser

La comunicación láser es un método de comunicación que transmite luz láser en la atmósfera y el espacio. El equipo transmisor de comunicación atmosférica por láser consta principalmente de láser (fuente de luz), modulador óptico y antena transmisora ​​de luz (lente). El equipo receptor consta principalmente de una antena receptora de luz y un detector de luz.

Cuando se envía información, primero se convierte en una señal eléctrica, luego se modula en el rayo láser generado por el láser mediante un modulador óptico, y luego se emite por la antena óptica. Cuando se recibe información, la antena receptora de luz enfoca la señal óptica recibida y luego la envía al fotodetector para convertirla en una señal eléctrica y luego restaurarla en información. La comunicación láser atmosférica tiene las ventajas de una gran capacidad, buena confidencialidad y ausencia de interferencias electromagnéticas. Cuando la luz láser se transmite en la atmósfera, su atenuación aumentará debido a la influencia de la lluvia, la niebla, la nieve y las heladas. Por lo tanto, generalmente se utiliza para comunicaciones de corta distancia, como defensa fronteriza, islas y cruces de ríos, así como comunicaciones entre satélites y comunicaciones en el espacio profundo fuera de la atmósfera.

Brillo del láser

La relación entre el brillo del láser y el brillo de la luz solar es de millones, que es creada por los seres humanos.