Главная > Физика > Факультативный курс физики, 10 кл.
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Применения лазеров.

Все применения лазеров основаны на использовании специфических свойств их излучения — высокой монохроматичности, острой направленности, когерентности и большой мощности излучения. Промышленность выпускает разные типы лазеров различного назначения. Конкретные

практические применения лазеров столь многочисленны, что их трудно даже просто перечислить.

Остановимся на некоторых применениях лазеров. Одно из первых применений лазеров — обработка твердых материалов. Раньше, например, на прошивание одного отверстия в алмазе при изготовлении фильер затрачивалось два дня. С применением лазера эту же операцию выполняют за две минуты. Лучу легко придать в сечении любую форму, а значит, и получить любую форму прошиваемого им отверстия. Этим методом изготавливают, например, фильеры треугольной формы, которые используют при изготовлении волокна для объемной пряжи.

В часовой промышленности производительность труда по обработке рубинов с применением лазеров возросла в десятки раз.

При плотности мощности лазерный луч плавит и сваривает металлы. Скорость сварки металлов лазерным лучом доходит до нескольких сантиметров в секунду, а стоимость работ в 1000 раз меньше, чем при обычных методах. Современные лазеры способны резать листы металла толщиной в несколько сантиметров со скоростью около 1 м/мин. На некоторых предприятиях уже осуществляется фигурный раскрой тканей лучом лазера. При этом края среза оплавляются и не требуют обметывания при пошиве одежды.

Большие преимущества по сравнению с радиоволнами дает использование лазерного луча в системах связи. По одному лазерному лучу можно в принципе одновременно передавать до 109 телефонных разговоров и 105 телепрограмм. Экспериментальные линии лазерной связи уже работают.

Лазер может служить инструментом для измерения расстояний. С помощью лазерного локатора расстояние до Луны измерено с точностью до четырех метров!

Лазеры нашли применение в строительстве. Например, при сооружении Останкинской телебашни был применен лазерный зенит-центрир, которым контролировалось отклонение оси башни от вертикали с точностью до 6 мм.

Лазеры широко применяются для контроля горизонтальности взлетно-посадочных полос при их строительстве, для контроля движения под землей проходческих щитов во время прокладки тоннелей. Достигаемая точность — 4 мм на 200 м.

Широко применяют лазеры и в медицине. Например, довольно распространенной причиной потери зрения является отслаивание сетчатки глаза. С помощью лазера за доли секунды и без боли сетчатку «приваривают» к глазному дну. С помощью лазеров уничтожают опухоли внутри кровеносных сосудов, питающих глаз.

Исключительно разнообразны применения лазеров в научных исследованиях. Лазерный луч позволяет биологам определять состав отдельных частей клетки. Для этого его фокусируют с помощью линзы на избранный участок клетки; вещество этого

участка испаряется и превращается в облачко ионов. -спектрометр улавливает ионы и производит качественный и количественный анализ.

Высокая монохроматичность и направленность лазерного излучения позволяют с помощью обычных оптических систем сфокусировать его в пятно площадью и диаметром длин волн видимого излучения. При этом достигаются рекордно высокие значения поверхностной плотности потока излучения. Современные лазеры непрерывного действия дают поверхностную плотность потока сфокусированного излучения до а в импульсных схемах — до тогда как плотность потока солнечного излучения у поверхности Земли составляет лишь около и при фокусировке — до

Высокая интенсивность лазерного излучения позволяет использовать его как уникальный инструмент для локальной тепловой обработки материалов. Возможность нагреть облучаемый участок детали за короткое время без распространения тепла на соседние участки позволяет, в зависимости от дозировки, размягчить, рекристаллизировать, расплавить или даже испарить ограниченный участок. Это позволяет осуществить любой режим термообработки: закалку, легирование и плавление, сварку, резку и сверление.

Для некоторых деталей самолетов достигнуто повышение прочности в 100 раз при использовании излучения импульснопериодических лазеров. При плотности потока излучения над обрабатываемой поверхностью возникает слой плазмы, распространяющейся навстречу лучу. Вблизи поверхности образуется ударная волна с пиковым давлением Па. Ее воздействие на металл оказывается таким же, как и холодная обработка давлением.

В США разрабатываются различные варианты военного применения лазеров, включая программу «звездных войн» с размещением лазерного оружия в космическом пространстве. Советский Союз выступает за прекращение разработки каких-либо новых видов вооружений и призывает договориться о запрещении размещения в космосе любых видов оружия.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление