Hur långt går en laserstråle

För andra betydelser, titta ljusstråle (olika betydelser).

Laser existerar enstaka teknik vilket genom stimulerad emission samt en mediummaterial (ofta ädelsten alternativt ädelgas) skapar ljusstrålar vilket existerar enfärgade (monokroma), koherenta (ljusvågorna existerar inom fas), besitter ett riktning samt äger kraftfull intensitet.

tillsammans med ett ljusstråle existerar detta även möjligt för att producera ljuspulser liksom existerar många korta (ner mot cirka femtosekunder). enstaka maser bygger vid identisk princip såsom ett ljusstråle, dock använder mikrovågor istället på grund av synligt ljus. ljusstråle existerar enstaka akronym på grund av engelskaLight Amplification bygd Stimulated Emission of Radiation ("ljusförstärkning genom stimulerad emission från strålning").

Den inledande användbara lasern konstruerades från Theodore Maiman kalenderår 1960. Den vanligast förekommande lasertypen existerar halvledarlasern likt förekommer inom flera konsumentprodukter, exempelvis CD- samt DVD-läsare, laserpekare samt laserskrivare.

Lasrar delas vanligen in inom kontinuerliga lasrar, vilket avger ett konstant ljus, samt pulsade lasrar, var ett kontrollerad ljuspuls avges såsom kunna artikel många kreditkort (femtosekunder) samt äga många upphöjd utfall.

Historia

[redigera | redigera wikitext]

Den inledande användbara lasern gjordes nära Hughes Research Laboratories inom Malibu från Theodore Maiman tid 1960.

Den inledande lasern plats ett rubinlaser, var lasermediet bestod från enstaka rubinkristall. Rubinlasern ger enstaka skarlakansröd laserstråle, vilket Maiman förutsagt efter teoretiska beräkningar.

Strålen divergerar inte (går inte isär) och når långt i luften utan att förlora energi

nära denna tidpunkt visste ingen precist hur ett laserstråle skulle titta ut, alternativt vad den skulle behärska användas mot, dock inom betalkort utvecklades flera tillämpningar.

Maiman fanns ej trygg vid för att denne tillsammans blotta ögat skulle behärska att fatta beslut eller bestämma något angående lasern fungerade alternativt angående detta röda ljus denne såg bara fanns rött fluorescensljus ifrån spontan emission inom rubinkristallen.

han utförde därför numeriskt värde olika experiment tillsammans med sina kollegors hjälp likt övertygade honom ifall för att detta verkligen plats laserljus dem såg samt för att detta ej fanns farligt till ögonen. detta inledande Maiman valde för att utföra plats för att mäta längden vid ljuspulserna ifrån lasern tillsammans enstaka fotodetektor.

nära spontanemission existerar fluorescenslivslängden ifrån rubin omkring 3 millisekunder. då laserverkan uppnåtts förkortades pulslängden mot hundradelar från detta vilket plats ett massiv succé. inom detta andra experimentet valde Maiman samt hans kolleger för att mäta bredden vid dem röda ljuspulsernas spektrallinje ifrån rubinkristallen.

nära lasereffekt smalnade ett från linjerna dramatiskt samtidigt såsom intensiteten ökade.

Under 1960-talet utvecklades lasrar likt använder sig från Q-switching samt modlåsning vilket ökade chansen för att nå höga effekter till pulsade lasrar.

Ordet förekommer inom land ifrån 1950,^[1] dock ägde inledningsvis ett helt ytterligare innebörd, nämligen ett sorts harts, laserpitium, än lasern vilket uppfanns 10 tid senare.

Laser är en teknik som genom stimulerad emission och ett mediummaterial (ofta ädelsten eller ädelgas) skapar ljusstrålar som är enfärgade (monokroma), koherenta (ljusvågorna är i fas), har en riktning och har stark intensitet

Skillnader relativt andra ljuskällor

[redigera | redigera wikitext]

En ljusstråle sänder ut ljus inom en begränsat våglängdsintervall, medan mot modell enstaka glödlampa inom huvudsak sänder ut svartkroppsstrålning ovan bota spektret från frekvenser.

Det utsända ljuset äger även små divergens, eftersom dem vägar likt ljuset är kapabel komma ut ur lasern begränsas från kaviteten.

på det sättet existerar detta möjligt för att att nå ett mål eller resultat enstaka kraftfull fokusering från laserljuset.

En tredjeplats skillnad existerar för att laserljuset existerar koherent; ljuset ut ur lasern besitter alltså identisk fas.

Laserstrålen fokuseras med hjälp av ett linssystem eller speglar till några tiondels mm, som ger en koncentrerad uppvärmning av materialet och en låg sträckenergi

Koherenslängden, detta önskar yttra den sträcka såsom ljusvågorna ligger väl inom fas tillsammans med varandra, varierar, dock ligger oftast vid 2-10 gånger laserkällans längd. detta innebär för att diodlasrar besitter koherenslängder vid någon millimeter, medan gaslasrar till skolbruk besitter koherenslängder vid någon meter. Lasrar vilket optimerats tillsammans med avseende vid koherens förmå äga koherenslängder vid tiotals kilometer.

Alla dessa attribut, möjligen främst detta faktum för att lasrar enbart sänder ut ljus inom en begränsat våglängdsintervall, utför dem populära på grund av vetenskapliga ändamål, mot modell på grund av för att analysera gaser, titta laserdiagnostik.

Grundläggande teori

[redigera | redigera wikitext]

Lasern sänder ut fotoner inom fas tillsammans med varandra inom ett smal väldefinierad ljus inom enstaka enda våglängd, mot skillnad ifrån ett vanlig ljuskälla likt sänder ut fotoner inom samtliga riktningar samt faser ovan en brett elektromagnetiskt spektrum (olika våglängder).

Lasern förmå man koncentrera mot enstaka små yta samt då blir den därmed många intensivare. Laserljus vilket existerar starkt koncentrerat samt intensivt förmå skära genom mineraler samt stål. Lasern används ofta även inom optisk överföring.

Laserljus förmå inträffa ovan bota detta infraröda, synliga samt ultraviolettaspektret ned mot röntgenstrålning.

Dock existerar rött laserljus billigast för att framställa samt används därför ofta. detta finns ett apparatur liknande lasern vilket istället till synligt ljus använder frekvenser inom mikrovågsdelen från ljusspektret. Dessa kallas till maser(Microwave Amplification bygd Stimulated Emission of Radiation). Masrarna används likt regel ej vilket källor till mikrovågsstrålning, utan vilket extremt känsliga förstärkare inom mot modell radioastronomiska mottagare.

Spontan samt stimulerad emission

[redigera | redigera wikitext]

En atom alternativt molekyl likt utsätts till ljus från lämplig våglängd är kapabel ta upp ljusenergi inom form eller gestalt från fotoner samt därmed övergå mot ett högre energinivå. inom lasersammanhang kallas detta för att atomen alternativt molekylen pumpas.

Pumpljuset förmå komma ifrån enstaka blixtlampa alternativt ifrån ett ytterligare ljusstråle. från flera orsaker förmå elektronen sedan hoppa ifrån den högre energinivån mot enstaka lägre; detta leder då mot för att enstaka foton tillsammans med ett energi motsvarande energiskillnaden mellan excitationsnivåerna emitteras. Detta kallas de-excitation. Beroende vid angående övergångarna ligger mellan elektroniska nivåer (det önskar yttra för att elektronernas struktur inom atomen alternativt molekylen ändras) alternativt inom rotations- samt vibrationsband kommer den emitterade fotonens våglängd för att ligga ner mellan synligt ljus samt typ av ljus som inte kan ses med blotta ögat.

Om detta sker utan effekt från enstaka inkommande foton kallas detta till spontan emission. Den utgående fotonen är kapabel då äga vilken riktning liksom helst.

Vid stimulerad emission får ett inkommande foton ett från atomens elektroner för att de-exciteras. mot skillnad mot spontan emission avges för tillfället numeriskt värde fotoner såsom båda existerar inom fas.

En laser klass 1 ger en stråle som understiger gränsen för MTE

Kaviteten

[redigera | redigera wikitext]

En optisk kavitet består från numeriskt värde speglar vilket placeras vid varsin blad från lasermediet. Laserljuset kommer därför för att passera genom mediet upprepade gånger. Den en spegeln reflekterar ej riktigt allt ljus, därför detta ljus liksom lämnar kaviteten genom denna spegel bildar den utgående laserstrålen.

Q-switching

[redigera | redigera wikitext]

Q-switching existerar en sätt för att producera korta laserpulser tillsammans med många upphöjd påverkan, vilket bygger vid för att kaviteten görs ogenomskinlig. enstaka äldre teknik på grund av för att åstadkomma Q-switching existerar för att nyttja enstaka roterande spegel, enstaka ytterligare existerar för att placera en absorberande ämne mellan lasermediet samt utkopplingsspegeln.

Detta ämne bleks tills detta blir tydlig.

Säkerhetsklasser

[redigera | redigera wikitext]

Beroende vid laserstrålens konsekvens, utbredning samt våglängd klassificeras lasern i enlighet med den internationella standarden IEC 60825-1, utgåva 1.2, 2001^[2].

• Klass 1 Effekten existerar nedsänkt samt orsakar ej ögonskador.
• Klass 1M Orsakar inga skador angående strålen ej samlas tillsammans med hjälp från optik.
• Klass 2 märkbart ljusstråle likt förmår ögat för att blinka med ögon innan skador uppkommer.
• Klass 2M märkbart spridd ljusstråle likt förmå skada ögat angående strålen samlas optiskt.
• Klass 3R Gränsfall på grund av vilket likt skadar ögat.

  Laserstrålar liksom temporärt träffar ögat ger inga skador. Synliga lasrar inom området 1mW mot 5mW klassificeras normalt vilket 3R^[3].

• Klass 3B Laserstrålen får ej träffa ögat, reflekterat ljus kunna potentiellt skada ögat (speciellt ifrån enstaka spegel alternativt liknande).
  Laserljus består av parallella ljusknippen med samma våglängd vilket gör att dess stråle, i jämförelse med ljuset från en ficklampa, går att fokusera till en extremt liten punkt

  är kapabel även skada hud. (5mW+).

• Klass 4 Både reflekterat ljus samt något som är kortvarigt eller inte permanent exponering existerar farliga till ögat. förmå även skada hud samt orsaka brand.

Tidigare besitter lasrar klassificerats i enlighet med äldre klasser likt ej varit internationellt samstämmiga.

Äldre lasrar existerar givetvis märkta i enlighet med detta gamla systemet.

Olika typer från laser

[redigera | redigera wikitext]

• Helium-neonlaser använder vilket aktivt medium helium samt neon samt vilket pumpanordning elektriska urladdningar. Lasern uppnår laserverkan bland annat nära 632,8 nm. Excitationen uppnås genom kollisioner mellan heliumatomerna.

  dem flesta helium-neonlasrar besitter nedsänkt resultat, 0,5–10 mW.

• Rubinlaser, ljus tillsammans med våglängd 694,3 nm, används mot modell till för att avlägsna tatueringar samt födelsemärken inom läkarvetenskapen.
• Halvledarlasrar alternativt diodlasrar används inom "laserpekare", laserskrivare, CD-/DVD-spelare samt inom ljusledande informationsutbyte då dem existerar små samt billiga för att masstillverka.
• Koldioxidlaser används till för att skära samt sammanfoga med värme inom industrin.

  Den existerar oftast kraftigt infraröd tillsammans enstaka våglängd vid cirka 10,6 mikrometer. Effekter vid hundratals watt existerar ej ovanliga, dock kontinuerliga effekter uppemot 100 000 watt finns.

• Excimerlaser ger strålning inom detta ultravioletta området. dem används bland annat inom tunnfilmstekniken samt halvledarindustrin.

  eftersom fotonenergin existerar upphöjd kommer organiska molekyler för att kämpa sönder från strålningen. Detta besitter medfört för att excimerlasern ofta används inom läkemedel samt biologin.

• Nd:YAG-laser, pulsad ljusstråle tillsammans med våglängd 1 064 nm. Används på grund av enstaka mängd vetenskapliga ändamål. Nd-YAG lasern existerar den ledande lasertypen liksom används nära materialbearbetning inom den tillverkande industrin, mot modell bilindustrin.
• Argonjonlaser är kapabel ge laserstrålning från en flertal frekvenser inom detta synliga området (samt några inom UV samt IR), dem starkaste nära 488 nm samt 514 nm.

  detta främsta användningsområdet existerar idag optisk spektroskopi.

• Färgämneslaser (Dye Laser)

Användningsområden

[redigera | redigera wikitext]

Lasertekniken besitter kommit för att ett fåtal ett rad olika tillämpningar. Den är kapabel mot modell användas på grund av för att mäta luftföroreningar, bilars hastighet, gassammansättningen inom mot modell köttfärs- samt juiceförpackningar alternativt användas likt vattenpass.

Lasern är kapabel även användas till för att art- alternativt kategoribestämma flygande fåglar, även vid upphöjd höjd, genom för att känna igen specifika färgämnen inom fågelns fjäderdräkt.^[4] ett ytterligare användning existerar laserspektroskopi, var man t.ex. kunna separera olika isotoper ifrån varandra.^[5] Laserpekare förbättrar verbal vägledning vilket ges mot studenter beneath kirurgisk kurs.

Den föreslagna förklaringsmekanismen existerar för att tekniken möjliggör ett tydligare samt mer detaljerad redogörelse samt identifieringen från anatomiska strukturer.^[6]

Medicin

[redigera | redigera wikitext]

Laserbehandling tillsammans med således kallad lågeffektslaser, ofta kallat laserterapi (eng. Low Level ljusstråle Therapy/LLLT)^[7] används inom alternativmedicin på grund av för att behandla olika status likt ex.

inflammatoriska tillåtelse, immunologiska, cirkulatoriska samt till för att stimulera sårläkning. Forskningen började tillsammans med Endre Mesters försök för att behandla sår vid möss samt hans inledande publikation kom ut 1967.^[8] Trots många undersökning saknas detta (2020) evidens till för att laserbehandling besitter påverkan mot modell mot smärta ifrån muskulatur, leder samt nära led vävnad.^[9]

Laserbehandling inom form eller gestalt från laserkirurgi används bland annat nära behandling från brytningsfel från hornhinnan, skador vid näthinnan, smaragdgrön starr samt kärlmissbildningar.^[10][11]

Industri

[redigera | redigera wikitext]

• Laserskärning från t.ex.

  virke samt metall

• Lasersvetsning på grund av ämne tillsammans komplex struktur alternativt likt existerar svåra för att sammanfoga^[12]

Regler till yrkesmässig användning från laser

[redigera | redigera wikitext]

Arbete tillsammans med lasrar klass 3B samt 4 omfattas inom Sveriges från Arbetsmiljöverkets föreskrift AFS 2009:7, artificiell optisk strålning.

För att en foton, med både våg- och partikelgenskaper, skall kunna uppstå måste yttre energi tillföras en atom

Reglerna innefattar bland för att krav på:

• märkning, varningstexter samt skyddsutrustning
• person ansvarig till lasersäkerhet
• att riskområde noteras ut
• laserstrålens väg eller spår bör artikel inkapslad alternativt avskärmad. inuti bör den avslutas tillsammans med en strålstopp. Gäller ej till medicinska lasrar

detta krav existerar förenat tillsammans med sanktionsavgift vid 40 000–400 000 kronor.

• laserskyddsglasögon bör användas ifall detta finns fara på grund av för att oskyddat synorgan exponeras

detta krav existerar förenat tillsammans med sanktionsavgift vid 40 000–400 000 kronor.^[13]

Se även

[redigera | redigera wikitext]

Referenser

[redigera | redigera wikitext]

Noter

[redigera | redigera wikitext]

Källor

[redigera | redigera wikitext]

Externa länkar

[redigera | redigera wikitext]