Laser

Z Wikipedii

Laser - nazwa utworzona jako akronim od Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję promieniowania. Jest to generator światła, wykorzystujący zjawisko emisji wymuszonej. Otrzymywane światło ma charakterystyczne właściwości, trudne lub wręcz niemożliwe do osiągnięcia w innych typach źródeł światła, mianowicie: bardzo małą szerokość linii emisyjnej, co jest równoważne bardzo dużej mocy w wybranym obszarze widma. W laserach łatwo uzyskać wiązkę spolaryzowaną, spójną w czasie i przestrzeni oraz o bardzo małej rozbieżności. W laserach impulsowych można uzyskać bardzo dużą moc w impulsie oraz szybkie narastanie impulsu.

Spis treści 1 Zasada działania 1.1 Ośrodek czynny 1.2 Układ pompujący 1.3 Rezonator optyczny 1.4 Warunek progowy akcji laserowej 1.5 Schemat działania lasera z trójpoziomowym układem poziomów energetycznych 2 Rodzaje laserów 2.1 Podział laserów w zależności od ośrodka czynnego 2.2 Podział laserów w zależności od zastosowań 3 Opis niektórych typów laserów 3.1 Laser kryptonowy i ksenonowy 3.2 Laser neodymowy Nd:YAG 3.3 Laser półprzewodnikowy 3.4 Laser barwnikowy 4 Krótka historia laserów 5 Bezpieczeństwo pracy 6 Zastosowanie lasera 6.1 Poligrafia 6.2 Znakowanie produktów 6.3 Laserowe cięcie metali 6.4 Technologia wojskowa 6.5 Medycyna 6.6 Telekomunikacja 7 Zobacz też 8 Literatura

[edytuj] Zasada działania

Zasadniczymi częściami lasera są: ośrodek czynny, rezonator optyczny, układ pompujący. Układ pompujący dostarcza energię do ośrodka czynnego, w ośrodku czynnym w odpowiednich warunkach zachodzi akcja laserowa, czyli kwantowe wzmacnianie (powielanie) fotonów, a układ optyczny umożliwia wybranie odpowiednich fotonów.

[edytuj] Ośrodek czynny

Oddziaływanie światła z materią można wyjaśnić za pomocą trzech zjawisk: pochłanianie fotonów (absorpcja), emisji spontanicznej oraz emisji wymuszonej fotonu. Foton wyemitowany w wyniku emisji wymuszonej jest spójny (ma taką samą częstotliwość, polaryzację) z fotonem wywołującym emisję. Foton wzbudzający musi mieć odpowiednią energię równą energii wzbudzenia ośrodka. Atomy w stanie podstawowym pochłaniają fotony wzbudzające (także te wyemitowane). Aby laser działał proces emisji wymuszonej musi przeważyć nad pochłanianiem. Występuje to, gdy w ośrodku jest więcej atomów w stanie wzbudzonym niż w stanie podstawowym (inwersja obsadzeń poziomów energetycznych). Uzyskanie takiego nienaturalnego stanu, w którym poziomy o wyższej energii są częściej obsadzone niż poziomy o niższej energii, utrudnia także zjawisko emisji spontanicznej powodujące, że atomy w stanie wzbudzonym pozostają bardzo krótko przechodząc szybko do stanu podstawowego. Niektóre atomy posiadają poziomy energetyczne metatrwałe na których elektron pozostaje znacznie dłużej (kilkaset μs, kilka ms), ale w takiej sytuacji przejście ze stanu podstawowego do wzbudzonego jest też utrudnione, co pokonuje się przez wzbudzanie atomów do poziomów o energii niewiele większej od poziomu metatrwałego. Atomy w przejściach bezpromienistych przechodzą do stanu metatrwałego. W układzie tym występują trzy poziomy energii w atomie dlatego jest on zwany trójpoziomowym. Układ trójpoziomowy jest najprostszym w którym można uzyskać inwersję obsadzeń, spotyka się też układy czteropoziomowe.

Akcja laserowa rozpoczyna się od emisji spontanicznej lub wprowadzenia fotonu inicjującego z zewnątrz. Ten pierwszy foton wywołuje emisję wymuszoną, lub może być pochłonięty. W układzie bez inwersji obsadzeń przeważa pochłanianie, a w układzie z inwersją obsadzeń emisja wymuszona.

[edytuj] Układ pompujący

Zadaniem układu jest przeniesienie jak największej liczby elektronów w substancji czynnej do stanu wzbudzonego. Układ musi być wydajny tak by doszło do inwersji obsadzeń. Pompowanie lasera odbywa się poprzez błysk lampy błyskowej (flesza), błysk innego lasera, przepływ prądu (wyładowanie) w gazie, reakcję chemiczną, zderzenia atomów, wstrzelenie wiązki elektronów do substancji.

[edytuj] Rezonator optyczny

O ile ośrodek czynny traktujemy jako generator fali elektromagnetycznej, to układ optyczny pełni rolę sprzężenia zwrotnego dla wybranych częstotliwości, dzięki czemu laser generuje spójne światło. Układ optyczny, składający się zazwyczaj z dwóch dokładnie wykonanych i odpowiednio ustawionych zwierciadeł (z czego przynajmniej jedno jest częściowo przepuszczalne), stanowi rezonator dla wybranej częstotliwości i określonego kierunku ruchu fali i tylko te fotony, dla których układ optyczny jest rezonatorem, wielokrotnie przebiegają przez ośrodek czynny wywołując emisję kolejnych fotonów spójnych z nimi. Pozostałe fotony zanikają w ośrodku czynnym lub układzie optycznym. Dzięki temu laser emituje niemalże równoległą wiązkę światła o dużej spójności.

[edytuj] Warunek progowy akcji laserowej

Aby mogła zajść akcja laserowa, wzmocnienie promieniowania w obszarze czynnym musi co najmniej równoważyć straty promieniowania wewnątrz rezonatora (rozpraszanie, straty dyfrakcyjne) oraz emisję części promieniowania na zewnątrz rezonatora (np. przez częściowo przepuszczalne lustro wyjściowe).

Rozważmy laser, którego rezonator optyczny ma długość L i jest zakończony dwoma lustrami o współczynnikach odbicia R₁ i R₂. W trakcie jednego obiegu promieniowania w rezonatorze natężenie światła zmienia się w sposób opisany poniższym wzorem:

gdzie:

• g - wzmocnienie optyczne ośrodka czynnego,
• α_L - straty wewnętrzne - suma wszystkich strat promieniowania wewnątrz rezonatora z wyjątkiem absorpcji (jest już uwzględniona w g),

Warunek progowy:

I = I₀

A więc wzmocnienie progowe konieczne do zajścia akcji laserowej wynosi:

[edytuj] Schemat działania lasera z trójpoziomowym układem poziomów energetycznych

Foton przemieszcza elektron z poziomu E_k na poziom wzbudzony E_n – tzw. krótkożyciowy. Następnie elektron przechodzi w wyniku przejścia bezpromienistego na niższy poziom E_m metastabilny. Jeżeli energia fotonu wymuszającego wynosi ħω = E_m - E_k to zostaje wymuszone wypromieniowanie drugiego fotonu koherentnego a elektron przenosi się na poziom podstawowy.

[edytuj] Rodzaje laserów

Ośrodek czynny decyduje o najważniejszych parametrach lasera, określa długość emitowanej fali, jej moc, sposób pompowania, możliwe zastosowania lasera.

[edytuj] Podział laserów w zależności od ośrodka czynnego

W nawiasach podano długości fal emitowanego światła.

• Lasery gazowe:
  • He-Ne laser helowo-neonowy (543 nm lub 633 nm)
  • Ar laser argonowy (458 nm, 488 nm lub 514,5 nm)
  • laser azotowy (337,1 nm)
  • laser kryptonowy (jonowy 647nm, 676 nm)
  • laser na dwutlenku węgla (10.6 μm)
  • laser na tlenku węgla

• Lasery na ciele stałym
  • laser rubinowy (694,3 nm)
  • laser neodymowy na szkle
  • laser neodymowy na YAG-u (Nd:YAG)
  • laser erbowy na YAG-u (Er:YAG) (1645 nm)
  • laser tulowy na YAG-u (Tm:YAG) (2015 nm)
  • laser holmowy na YAG-u (Ho:YAG) (2090 nm)
  • laser tytanowy na szafirze (Ti:szafir)
  • laser na centrach barwnych

• Lasery na cieczy
  • lasery barwnikowe - ośrodkiem czynnym są barwniki rozpuszczone w nieaktywnym ośrodku przezroczystym, np. rodamina

• Lasery półprzewodnikowe
  • złączowe (diody laserowe)
    • laser na materiale objętościowym
    • laser na studniach kwantowych
    • laser na kropkach kwantowych
  • bezzłączowe
    • kwantowy laser kaskadowy

[edytuj] Podział laserów w zależności od zastosowań

• Specjalne lasery gazowe wytwarzające ultrafiolet o możliwie jak najmniejszej długości fali używane do produkcji półprzewodnikowych układów scalonych:
  • F_2 (157 nm)
  • ArF (193 nm)
  • KrCl (222 nm)
  • XeCl (308 nm)
  • XeF (351 nm)

• Lasery używane w stomatologii i dermatologii w tym do usuwania tatuaży, znamion oraz włosów:
  • laser rubinowy (694 nm)
  • Aleksandrytowy (755 nm)
  • pulsacyjna matryca diodowa (810 nm)
  • Nd:YAG (1064)
  • Ho:YAG (2090 nm)
  • Er:YAG (2940 nm)

• Półprzewodnikowe diody laserowe:
  • małej mocy - używane we wskaźnikach laserowych, drukarkach laserowych, CD/DVD
  • dużej mocy - używane w przemyśle do cięcia i spawania, występują o mocach do 10 kW

[edytuj] Opis niektórych typów laserów

[edytuj] Laser kryptonowy i ksenonowy

Wypełnione kryptonem lub ksenonem z domieszką fluoru lub chloru, emitują promieniowanie ultrafioletowe, zastosowania badawcze i do pompowania optycznego laserów barwnikowych. Laser kryptonowy jonowy ma wiele linii w paśmie widzialnym - dwie najintensywniejsze linie to linie 647.1 i 676.4 nm czerwone.

[edytuj] Laser neodymowy Nd:YAG

Można wyróżnić mikrolasery objętościowe i cienkowarstwowe. Pompowanie odbywa się za pomocą półprzewodnikowych diod laserowych. Długość aktywnego ośrodka objętościowego jest rzędu 1mm. Możliwość budowy lasera o tak małych wymiarach powstała w wyniku opanowania technologii diod generujących wiązkę o mocy rzędu watów z możliwością dopasowania pasma emisji tych diod do pasma maksymalnej absorpcji neodymu (λ=0.81 μm). Długość fali emitowanej przez laser wiązki λ=1.06 μm. Przejścia kwantowe realizowane są na jonach neodymu. Dichroiczne zwierciadła tworzą układ rezonatora otwartego dla mikrolasera objętościowego i falowodowego. Wiązka pompująca (λ=0.81 μm) powinna być transmitowana przez pierwsze zwierciadło i całkowicie odbijana przez drugie. Natomiast wiązka generowana przez laser (λ=1.06 μm), jak w typowym rezonatorze, powinna być całkowicie odbijana przez drugie zwierciadło i częściowo transmitowane przez pierwsze.

Mikrolaser objętościowy w połączeniu z kryształem nieliniowym tworzy laser o zwartej budowie, emitujący linię zieloną (druga harmoniczna, λ=0.533 μm) o mocy nawet kilkunastu miliwatów. Tą drogą można uzyskać również harmoniczne wyższe niż druga i uzyskać promieniowanie w nadfiolecie.

[edytuj] Laser półprzewodnikowy

Są to najbardziej perspektywiczne lasery z punktu widzenia ich zastosowań w fotonice ze względu na małe wymiary, dość wysokie moce, łatwość sterowania prądem o wysokiej częstotliwości rzędu nawet gigaherców i możliwość uzyskania promieniowania od pasma bliskiej podczerwieni (diody laserowe dla telekomunikacji światłowodowej) do skraju fioletowego pasma widzialnego.

Laser ten jest wielowarstwową strukturą półprzewodników typu n (nadmiar elektronów w paśmie przewodnictwa) i p (więcej dziur w paśmie walencyjnym). Przejście elektronu do pasma przewodzenia na skutek zasilania prądem (pompowanie) połączone jest z odwrotnym procesem spontanicznym, zwanym radiacyjnym procesem rekombinacji. Proces ten prowadzi do uwolnienia fotonu. Przy dostatecznie dużym prądzie może powstać inwersja obsadzeń, pozwalająca wywołać akcję laserową. Zewnętrzne ścianki falowodu tworzą rezonatory Fabry'ego-Perota.

Warstwa falowodowa ma grubość rzędu 2 μm, co ułatwia uzyskanie inwersji obsadzeń przy małym prądzie, a jej szerokość wynosi 10 μm. Rezultatem takiej budowy warstwy czynnej są duże kąty rozbieżności wiązki, różne w obydwu przekrojach (rzędu 30° odpowiadający grubości 2 μm i ponad 5° dla szerokości 10 μm). W celu zmniejszenia asymetrii wiązki stosuje się dodatkowe układy optyczne (pryzmatyczne lub cylindryczne) mające różne powiększenia w tych przekrojach. Do wad tych laserów należy zaliczyć szersze widmo promieniowania w porównaniu np. z laserem He-Ne i silny wpływ zmiany temperatury na moc wiązki i długość generowanej fali.

W fotonice do budowy struktur informatycznych wykorzystuje się również macierze laserów umieszczonych na wspólnym podłożu. Średnice pojedynczych laserów mogą być rzędu kilku mikrometrów. Każdy z laserów może być niezależnie sterowany elektronicznie, stąd macierz laserów tworzy razem powierzchniową strukturę niemal punktowych źródeł promieniowania.

Zjawisko elektroluminescencji w złączu półprzewodnikowym p-n zostało po raz pierwszy zaobserwowane w roku 1952 roku przez naukowców Haynesa i Briggsa. Prace które prowadzili miały na celu zbadanie właściwości luminescencyjne złącza, przez które płynie bardzo duży prąd w kierunku przewodzenia. W roku 1958 Aigrain zauważył, że świecenie rekombinacyjne elektronów i dziur wstrzykiwanych poprzez pasmo zabronione może służyć do otrzymania inwersji obsadzeń. W latach 1960-62 rozgorzała dyskusja nad wykorzystaniem tego świecenia do budowy lasera półprzewodnikowego, która zakończyła się w niedługim czasie zbudowaniem złącza półprzewodnikowego typu p-n z arsenku galu (GaAs) o bardzo dużej wydajności elektroluminescencyjnej.
Lasery półprzewodnikowe to inaczej źródła promieniowania spójnego, w których funkcję ośrodka czynnego pełni półprzewodnik. Można je podzielić na dwie grupy:
1) półprzewodnikowe lasery złączowe ( diodowe)
2) półprzewodnikowe lasery bezzłączowe- wykonane z jednorodnego materiału.
W półprzewodnikowym laserze złączowym proces emisji promieniowania jest zlokalizowany w obszarze przylegającym do złącza diody półprzewodnikowej. Aby nastąpiła akcja laserowa, podobnie jak w innych laserach muszą nastąpić odpowiednie warunki, wynikające przede wszystkim ze struktury poziomów energetycznych. W półprzewodnikach rozpatruje się stany energetyczne półprzewodnika jako całości, a nie poziomy poszczególnych atomów. Inwersja obsadzeń odbywa się nie w całej objętości ośrodka czynnego, ale w ścisłym otoczeniu złącza. W teorii pasmowej półprzewodnika, górnym stanom energetycznym odpowiada pasmo przewodnictwa, a dolnym stanom, energetycznym odpowiada pasmo walencyjne. Są to szerokie poziomy dozwolone, czyli dostępne dla elektronów, które są rozdzielone pasmem zabronionym. Elektron znajdujący się w paśmie walencyjnym może przejść do pasma przewodnictwa tylko wtedy gdy posiada energię wystarczającą pokonani przezeń obszaru zabronionego. Po przejściu elektronu do pasma przewodnictwa w paśmie walencyjny powstają tak zwane dziury. Elektrony w paśmie przewodzenia, oraz dziury w paśmie walencyjnym są ruchomymi nośnikami ładunku elektrycznego. Wzbudzone do pasma przewodnictwa elektrony mogą wpaść do pasma walencyjnego z odpowiednim prawdopodobieństwem emisji fotonowej. Powrót elektronów do pasma walencyjnego odpowiada tzw. procesowi rekombinacji, czyli łączenia się elektronu i dziury, któremu towarzyszy wyzwolenie energii mającej postać promieniowania świetlnego. Rekombinacja promienista nie zachodzi równie intensywnie we wszystkich rodzajach półprzewodników, najlepszym półprzewodnikiem nadającym się do tego celu jest półprzewodnik zbudowany z arsenku galu.
Jeżeli do diody półprzewodnikowej przyłożymy napięcie w kierunku przewodzenia, to elektrony będą się poruszały z obszaru n do p, a dziury z obszaru p do n. Proces ten nazywany jest wstrzykiwaniem lub inaczej iniekcją elektronów do pasma przewodnictwa obszaru p lub dziur do pasma walencyjnego obszaru n. Wystąpienie któregokolwiek z tych stanów powoduje tzw. rekombinację, której w arsenku galu towarzyszy emisja fotonów. Inaczej mówiąc mamy tu do czynienia ze świeceniem na skutek przepływu prądu elektrycznego. Diodę taką nazwano diodą luminescencyjną. Światło emitowane przez taką diodę z arsenku galu ma długość około 1,4 m, a wartość przerwy energetycznej wynosi około 1,4eV. Dioda elektroluminescencyjna daje szerokie widmo emisji, głównie zależne od intensywności z jaką są wstrzykiwane nośniki, czyli inaczej mówiąc od natężenia prądu jaki przez nią płynie. Rekombinacji elektronów i dziur towarzyszy emisja fotonów, jak już wcześniej było powiedziane, ale ta emisja jest emisją spontaniczną, wielokierunkową, przez co większość fotonów szybko opuszcza obszar czynny, lecz niektóre z nich zderzają się ze wzbudzonymi elektronami powodując przejście emisyjne wymuszone. W pewnych warunkach może nastąpić sytuacja kiedy wytwarzane fotony wymuszą emisję fotonów liczniejszych niż te które będą pochłaniane, w takiej sytuacji nastąpi wzmocnienie promieniowania. Aby akcja laserowa nastąpiła musi występować jeszcze urządzenie, które będzie wypromieniowane fotony scalało w jedną spójną wiązkę zwaną promieniem laserowym, to urządzenie nosi nazwę rezonatora optycznego. W celu stworzenia rezonatora optycznego należy ukształtować złącze diody możliwie płaskie, a z obu jego przeciwległych stron dać prostopadłe do płaszczyzny złącza i równoległe do siebie powierzchnie odbijające. Jedno ze zwierciadeł musi być częściowo przepuszczalne, zwierciadło takie nazywane jest promiennikiem światła laserowego. Aby zapobiec możliwości wzbudzenia się akcji laserowej w kierunku poprzecznym, boczne powierzchnie rezonatora powinny być matowe i nieco odbiegać od powierzchni równoległych. W celu osiągnięcia akcji laserowej przez diodę luminescencyjną musi płynąć odpowiednio duży prąd, prąd progowy. Jeśli natężenie prądu jest mniejsze, rekombinacja elektronów i dziur nie powoduje akcji laserowej, a dioda emituje światło niespójne.
Na chwilę obecną są produkowane półprzewodnikowe diody świecące o barwie czerwonej, pomarańczowej, żółtej, zielonej, niebieskiej, oraz diody, które pracują w podczerwieni. Światło emitowane przez lasery posiada wiele ciekawych cech:
- jest spójne (daje możliwość interferencji),
- spolaryzowane,
- charakteryzuje się nie spotykaną nigdzie indziej gęstością energii emitowanej, z możliwością łatwego skupiania tej energii na powierzchni ciała po zastosowaniu układu optycznego
- ściśle określony moment emisji w laserach impulsowych.
Własności te dają szerokie możliwości zastosowań, w:
- medycynie- badania podstawowe (spektroskopia atomowa i cząsteczkowa), jako perfekcyjnie sterylne skalpele umożliwiające przeprowadzanie operacji wnętrza oka, operacji podskórnych, usuwania znamion,
- metalurgii- do cięcia i obróbki trudnotopliwych i twardych materiałów,
- lotnictwie- do wyważania dynamicznego,
- wojsku- w celownikach laserowych,
- informatyce- w nośnikach informacji (cyfrowy zapis optyczny, telekomunikacja światłowodowa, czytniki kodu itp.).

[edytuj] Laser barwnikowy

Substancją czynną jest przepływająca, laminarna struga roztworu zawierającego barwnik organiczny, np. rodaminę, pompowane optycznie laserem argonowym, kryptonowym lub neodymowym, charakteryzują się przestrajaną w szerokim zakresie długością emitowanej fali świetlnej, zastosowania badawcze.

[edytuj] Krótka historia laserów

• Często podaje się datę 1954 skonstruowania masera, pierwszego wzmacniacza kwantowego.
• Pierwszy laser (rubinowy) zbudował i uruchomił 16 maja 1960 roku Theodore Maiman, ośrodkiem czynnym był kryształ korundu domieszkowany chromem - rubin.
• W roku następnym Snitzer uruchomił laser na bazie szkła neodymowego, a w roku 1964 Gaisik i Karkos skonstruowali laser na bazie granatu itrowo-glinowego domieszkowanego neodymem.
• Nagroda Nobla z fizyki - 1964 - N. G. Basow i A. M. Prochorow (ZSRR) oraz C. H. Townes (USA) za prace będące podstawą działania laserów i maserów
• W tym samym roku zbudowany został pierwszy laser półprzewodnikowy z pompowaniem diodowym.
• W latach 1967-69 Bagdasarow i Kamiński zbudowali laser na bazie kryształu perowskitu itrowo-glinowego domieszkowanego neodymem, a Homer, Linz i Gabbe wykorzystali fluorek litowo-itrowy (YLF).
• Kilka lat później (w 1979 roku) skonstruowano laser z przestrajaniem częstotliwości na krysztale aleksandrytu, a w roku 1982 Moulton zaprezentował laser na bazie tikoru.
• Pierwszym polskim pionierem w tej dziedzinie był dr mgr Andrzej Dzikowski, konstruktor super silnych laserów kryptonowych.

Niektóre informacje zawarte w artykule wymagają weryfikacji. Zajrzyj na stronę dyskusji, by dowiedzieć się, jakie informacje budzą wątpliwości.

• Pierwszy polski laser powstał w Wojskowej Akademii Technicznej w 1963 (laser gazowy He-Ne, generujący promieniowanie podczerwone).

[edytuj] Bezpieczeństwo pracy

Ponieważ promieniowanie laserowe o tej samej mocy lecz o różnych długościach fal może wywołać różne skutki podczas oddziaływania z tkanką biologiczną, lasery podzielono na klasy. Zasady bezpiecznej pracy z urządzeniami laserowymi podano w Polskiej Normie PN-EN 60825-1:2005 (Bezpieczeństwo urządzeń laserowych -- Część 1: Klasyfikacja sprzętu, wymagania i przewodnik użytkownika). Nowy podział na siedem klas (1, 1M, 2, 2M, 3R, 3B, 4):

• 1 - Lasery które są bezpieczne w racjonalnych warunkach pracy
• 1M - Lasery emitujące promieniowanie w zakresie długości fal od 302,5 nm do 4000 nm, które są bezpieczne w racjonalnych warunkach pracy, ale mogą być niebezpieczne podczas patrzenia w wiązkę przez przyrządy optyczne.
• 2 - Lasery emitujące promieniowanie widzialne w przedziale długości fal od 400 do 700 nm. Ochrona oka jest zapewniona w sposób naturalny przez instynktowne reakcje obronne
• 2M - Lasery emitujące promieniowanie widzialne w przedziale długości fal od 400 do 700 nm. Ochrona oka jest zapewniona w sposób naturalny przez instynktowne reakcje obronne, ale mogą być niebezpieczne podczas patrzenia w wiązkę przez przyrządy optyczne
• 3R - Lasery emitujące promieniowanie w zakresie długości fal od 302,5 nm do 10⁶ nm, dla których bezpośrednie patrzenie w wiązkę jest potencjalnie niebezpieczne.
• 3B - Lasery, które są niebezpieczne podczas bezpośredniej ekspozycji promieniowania. Patrzenie na odbicia rozproszone jest zwykle bezpieczne.
• 4 - Lasery, które wytwarzają niebezpieczne odbicia rozproszone. Mogą one powodować uszkodzenie skóry oraz stwarzają zagrożenie pożarem. Podczas obsługi laserów klasy 4 należy zachować szczególną ostrożność.

Jednym z najważniejszych elementów oznakowania urządzeń laserowych są etykiety informujące o klasie lasera. Tekst na tych etykietach powinien być napisany czarnymi literami na żółtym tle.

[edytuj] Zastosowanie lasera

[edytuj] Poligrafia

Lasery znalazły zastosowanie w nowoczesnej poligrafii:

• Computer-to-Film CtF czyli w naświetlarkach filmów poligraficznych
• Computer-to-Plate CtP w naświetlarkach offsetowych form drukowych
• Computer-to-Press CtPress czyli w naświetlarkach zintegrowanych z maszyną drukarską
• Computer-to-Print CtPrint czyli w jednym z typów druku cyfrowego, tj. w technologii analogicznej do używanych w cyfrowych kserokopiarkach

[edytuj] Znakowanie produktów

Lasery znalazły również zastosowanie przy znakowaniu produktów. Używa się ich przy liniach produkcyjnych posiadających bardzo wysokiej wydajności (np. 70 000 prod./h) oraz gdy chcemy uzyskać trwały i estetyczny nadruk. Podstawowym założeniem stosowania lasera do znakowania jest jego trwałość oraz nieusuwalność znaku. Aby 'zniszczyć' np. datę przydatności do produkcji na towarze spożywczym wykonaną laserem , należałoby zniszczyć także opakowanie lub usunąć etykietę.

Nadruki można wykonywać na:

• etykietach produktów poprzez usuwanie warstwy farby lub odbarwienie etykiety
• butelkach PET poprzez trwałe naniesienie znaków (proces jw. lub przy zastosowaniu specjalnej technologii spieniającej PET)
• elementach metalowych oraz innych - popularnie zwanych grawerowaniem

[edytuj] Laserowe cięcie metali

Cięcie laserowe stanowi nowoczesną metodę obróbki o podobnych parametrach wymiarowych jak klasyczna obróbka mechaniczna. Podstawowa różnica tkwi w stosowanym czynniku tnącym, który w przypadku cięcia laserowego stanowi gorący promień lasera oraz gaz techniczny o dużej czystości. W zależności od stosowanego urządzenia (przede wszystkim jego mocy) cięcie przeprowadza się na trzy sposoby: metodą spalania, stapiania lub sublimacji.

[edytuj] Technologia wojskowa

Laser ma potrójne zastosowanie militarne:

• dalmierz
  Dalmierze laserowe, stosowane do oceny odległości od celu, wchodzą w skład systemów kierowania ogniem lub systemów rozpoznawczych czołgów i niektórych innych pojazdów bojowych, samolotów i śmigłowców, mogą być także przenośne.
• naprowadzanie
  Jako system naprowadzający, wiązka laserowa działa na zasadzie odbicia od celu. Cel jest opromieniowywany wiązką laserową, która zgodnie z prawami odbicia jest emitowana praktycznie we wszystkich kierunkach (z uwagi na rozpraszanie wiązki na powierzchni). Pocisk rakietowy, artyleryjski lub bomba kierowana, wyposażony w czujnik laserowy, określa źródło odbitej wiązki i za pomocą układów elektronicznych naprowadza się na podświetlony cel.
• broń energetyczna
  Systemy laserowe są zdolne do uwalniania skoncentrowanej energii w postaci wiązki świetlnej w bardzo krótkim przedziale czasu. Powoduje to, iż cała energia jest wyzwalana w pojedynczym impulsie, co przy prędkości światła powoduje, iż praktycznie jest niemożliwe uniknięcie trafienia z takiej broni. Laser jako broń energetyczna jest najmniej rozpowszechniony - dopiero wprowadzany jedynie w USA na platformach powietrznych (Airborne Laser), aczkolwiek jest jednym z ulubionych tematów twórczości science-fiction. Lasery mniejszej mocy stosowane są też do niszczenia układów optycznych pojazdów. Prowadzone są prace nad laserami mogącymi krótkotrwale oślepiać żołnierzy.

[edytuj] Medycyna

Laserów używa się przede wszystkim dla "twardej" obróbki tkanek:

• cięcia,
• koagulacji,
• odparowania (fotoablacji oraz ablacji stymulowanej plazmą)
• obróbki mechanicznej (rozrywania, fragmentacji czy kawitacji)

[edytuj] Telekomunikacja

• Nadajniki laserowe przy transmisji światłowodowej
• Odczyt i zapis informacji na płytach kompaktowych

[edytuj] Zobacz też

• Maser
• Emisja wymuszona

[edytuj] Literatura

• Zbigniew Płochocki, Co to jest laser, Wiedza Powszechna 1984, ISBN 83-214-0357-3
• Franciszek Kaczmarek: Wstęp do fizyki laserów; Państwowe Wydawnictwa Naukowe, Warszawa 1986
• Paweł Hempowicz, Robert Kiełsznia, Andrzej Pilatowcz, Jan Szymczyk, Tadeusz Tomborowaki, Andrzej Wąsowski, Alicja Zielińska, Wiesław Zurawski; Elektrotechnika i elektronika dla nieelektryków; Wydawnictwa Naukowo Techniczne 1995
• Jan Porębski: Podstawy elektroniki; Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie 1986