Лазерное освещение

Газовые лазеры

Рабочее тело	Длина волны	Источник накачки	Применение
Гелий-неоновый лазер	632,8 нм (543,5; 593,9; 611,8 нм, 1,1523; 1,52; 3,3913 мкм)	Электрический разряд	Интерферометрия, голография, спектроскопия, считывание штрих-кодов, демонстрация оптических эффектов.
Аргоновый лазер	488,0; 514,5 нм, (351; 465,8; 472,7; 528,7 нм)	Электрический разряд	Лечение сетчатки глаза, литография, накачка других лазеров.
Криптоновый лазер	416; 530,9; 568,2; 647,1; 676,4; 752,5; 799,3 нм	Электрический разряд	Научные исследования, в смеси с аргоном лазеры белого света, лазерные шоу.
Ксеноновый лазер	Множество спектральных линий по всему видимому спектру и частично в УФ и ИК областях.	Электрический разряд	Научные исследования.
Азотный лазер	337,1 нм (316; 357 нм)	Электрический разряд	Накачка лазеров на красителях, исследование загрязнения атмосферы, научные исследования, учебные лазеры.
Лазер на фтористом водороде	2,7—2,9 мкм (Фтористый водород) 3,6—4,2 мкм (фторид дейтерия)	Химическая реакция горения этилена и трёхфтористого азота (NF3), инициируемая электрическим разрядом (импульсный режим)	Способен работать в постоянном режиме в области мегаваттных мощностей и в импульсном режиме в области тераваттных мощностей. Один из самых мощных лазеров. Лазерные вооружения. Лазерный термоядерный синтез (ЛТС).
Химический лазер на кислороде и иоде (COIL)	1,315 мкм	Химическая реакция в пламени синглетного кислорода и иода	Способен работать в постоянном режиме в области мегаваттных мощностей. Также создан и импульсный вариант. Научные исследования, лазерные вооружения. Обработка материалов. Лазерный термоядерный синтез (ЛТС). В перспективе: источник накачки неодимовых лазеров и рентгеновских лазерных систем.
Углекислотный лазер (CO2)	10,6 мкм, (9,6 мкм)	Поперечный (большие мощности) или продольный (малые мощности) электрический разряд, химическая реакция (DF-CO2 лазер)	Обработка материалов (резка, сварка), хирургия.
Лазер на монооксиде углерода (CO)	2,5—4,2 мкм, 4,8—8,3 мкм	Электрический разряд; химическая реакция	Обработка материалов (гравировка, сварка и т. д.), фотоакустическая спектроскопия.
Эксимерный лазер	193 нм (ArF), 248 нм (KrF), 308 нм (XeCl), 353 нм (XeF)	Рекомбинация эксимерных молекул при электрическом разряде	Ультрафиолетовая литография в полупроводниковой промышленности, лазерная хирургия, коррекция зрения.

Показания к проведению лазерной обработки

Примечания

ПРинцип работы лазера

Чтобы понять, как работает лазер, посмотрим на его структуру. Типичный лазер выглядит так: трубка, внутри которой размещен твердый кристалл, чаще всего рубин. С обоих торцов она закрыта зеркалами: прозрачным и не полностью прозрачным. Под воздействием электрической обмотки атомы кристалла генерируют световые волны. Эти волны перемещаются от одного зеркала к другому до того момента, пока не наберут интенсивность, достаточную для прохождения через не полностью прозрачное зеркало.

Как создается лазерный луч?

1-я стадия — выключенный лазер.

Электроны всех атомов (на картинке — черные точки на внутренних окружностях) занимают основной энергетический уровень.

2-я стадия — момент после включения.

Под действием энергии из разрядной трубки электроны перемещаются на более высокие энергетические орбиты (на картинке — внешние окружности).

3-я стадия — возникновение луча.

Электроны начинают покидать высокие энергетические орбиты и спускаться к основному уровню. При этом они начинают испускать свет и побуждают к этому остальные электроны. Образуется общий результирующий пучок света с одинаковой длиной волны у каждого источника. Чем больше новых электронов вернется к низким орбитам, тем мощнее свет лазера.

Резкость фокусировки

Длина световой волны в лазерном пучке только одна, следовательно, и цвет также один. Этот свет четко фокусируется линзой почти что полностью в одной точке.

(См. рисунок: слева — свет лазера, справа — естественный свет). Если сравнить свет лазера с естественным светом, то будет видно, что последний не способен иметь настолько резкий фокус. Благодаря концентрации в узком луче огромной энергии лазер способен передать этот луч на гигантские расстояния, избегая рассеяния и ослабления, присущих многоцветному свету — естественному. Эти качества лазера превращают его в незаменимый инструмент для человека.

Физическое обоснование

Разберем вышеописанный механизм работы лазера подробнее. Выясним, какие именно физические законы делают возможным его функционирование.

Активная среда

Для лазерного излучения необходима так называемая активная среда. Только в ней оно может происходить. Как же создается активная среда? Прежде всего, нужно специальное вещество, которое обычно состоит из кристаллов рубина или алюмоиттриевого граната. Собственно, это вещество и есть активная среда. Сформированный из него цилиндр или стержень вставляют в резонатор. Резонатор состоит из двух параллельных друг другу зеркал. Переднее зеркало наполовину прозрачно, а заднее не пропускает свет. Рядом с со стержнем (цилиндром) монтируется импульсная лампа. Цилиндр и импульсная лампа окружены зеркалом. Оно чаще всего изготовлено из кварца, на который нанесен слой металла. При помощи зеркала свет собирается на цилиндре.

Энергетические уровни атомов

Важный момент: состав активной среды таков, что у каждого ее атома есть как минимум три энергетических уровня. В спокойном состоянии атомы активной среды располагаются на низшем энергетическом уровне Е0. Как только включается лампа, атомы поглощают энергию ее света, поднимаются на уровень Е1 и довольно долго пребывают в таким возбужденном состоянии. Именно это и обеспечивает лазерный импульс.

Инверсная заселенность

Инверсная заселенность — фундаментальное физическое понятие. Это такое состояние среды, когда число частиц на каком-то верхнем энергетическом уровне атома (любом из существующих) больше, чем на нижнем. Собственно, активной и называется та среда, в которой уровни являются инверсно заселенными.

Фотоны и световой пучок

Электроны атома не располагаются хаотично. Они занимают определенные орбиты, окружающие ядро. Атом, получающий квант энергии, с огромной вероятностью переходит в состояние возбуждения, характеризующееся сменой орбиты электронами — с самой низкой (метастабильной или основной) на обладающую более высоким уровнем энергии. На такой орбите длительное нахождение электронов невозможно, поэтому происходит их самопроизвольное возвращение к основному уровню. В момент возвращения каждый электрон испускает волну света, называемую фотоном. Одним атомом запускается цепная реакция, и электроны многих других атомов также перемещаются на орбиты с более низкой энергией. Одинаковые световые волны движутся огромным потоком. Изменения этих волн согласованы во времени и в результате формируют общий мощный световой пучок. Этот пучок света и зовется лазерным лучом. Мощность луча у каких-то лазеров настолько огромна, что им можно разрезать камень или металл.

КВ-1 (49.1 % побед)

Уход за кожей после процедуры

При правильном уходе после процедуры, как правило, не возникает никаких осложнений.

Решившись на лазерную эпиляцию, важно помнить, что длина волосков на теле должна быть в диапазоне 2-4 мм. После процедуры старайтесь беречь кожу от ультрафиолета, не брейте ноги и зону бикини и постоянно обрабатывайте кожу увлажняющим кремом

Кремы, специально протестированные для использования после лазерной эпиляции, не так уж часто встречаются, разумный выбор — косметика, которая подходит для ухода за чувствительной кожей.

Кремовый дезодорант для чувствительной кожи и кожи после эпиляции Bocage Déodorant, Lancôme

Мягкая текстура крема бережно ухаживает за чувствительной кожей подмышек, в том числе и после эпиляции.

Лосьон для тела с ароматом мускуса Original Musk Body Lotion, Kiehl’s

Нежный увлажняющий лосьон для тела c маслом абрикосовых косточек, кунжутного семени и зародышей пшеницы быстро впитывается, смягчает кожу и ароматизирует ее.

Масло абрикосовой косточки

Увлажняющее молочко для тела Lait Corporel Body Milk, Biotherm

Молочко для тела c чистым термальным планктоном и витамином Е увлажняет кожу, делает ее более мягкой и ухоженной.

Витамин E

Увлажняющий лосьон для сухой и очень сухой кожи лица и тела, CeraVe

Обладает очень легкой и нежирной текстурой, отлично увлажняет и восстанавливает защитный барьер кожи.

Тающее молочко для тела с овсяным молочком, Garnier

Мягкий увлажняющий и комфортный уход точно пригодится коже после процедуры. Овсяное молочко известно смягчающими, успокаивающими свойствами.

Аннотация

Показания

Лазератерапия может применяться с лечебной целью:

• при наличии острых и хронических воспалительных процессов различной локализации, воспалительных (включая инфекционные) послеоперационных осложнений, травм;
• в случае отравлений (экзотоксикозов) и эндотоксикозов в силу самотических заболеваний (при эндотоксикозах в стадиях декомпенсации или неполной компенсации использовать следует в сочетании с методиками экстракорпоральной гемокоррекции);
• при тромбоблитерирующих заболеваниях артерий конечностей (при облитерирующем атеросклерозе и эндартериитах);
• при острых и хронических тромбофлебитах и флеботромбозах;
• может быть показана лазеротерапия в случае хронической ишемической болезни сердца, при цереброваскулярной недостаточности, заболеваниях лимфатических сосудов (при приобретенном лимфостазе);
• при иммунодефицитных состояниях, оперативных вмешательствах, травмах, СПИДе;
• при аутоиммунных заболеваниях (в том числе при бронхиальной астме, тиреотоксикозе, тиреоидите Хашимото, первичной микседеме, в случае ревматоидного артрита, неспецифического язвенного колита и т. д.), сывороточной болезни, при наличии лекарственной аллергии или других видов аллергических состояний;
• при нейродермите, псориазе, дерматозах;
• может применяться при остром или хроническом панкреатите (для снижения протеолитической и липолитической активности крови);
• от язвенной болезни ЖКТ и гастродуодените;
• при сахарном диабете, синдроме склерокистозных яичников;
• в случае ожогов, трофических язв, замедленных заживлений ран и консолидации переломов;
• от вирусных гепатитов, герпеса, кандидоза, хламидиоза, микоплазмоза.

Лазератерапия может применяться с профилактической целью. Это может быть профилактика:

• осложнений после операции (тромбоэмболических, инфекционных и т. д.),
• осложнений после получения травм, инфекционных осложнений у больных гемобластозами.
• рецидивов язвенной болезни ЖКТ, псориаза, нейродермита, обострений астматического процесса.
• лучевых реакций при проведении лучевой терапии, профилактики иммунодепрессивных состояний при терапии онкопатологии при помощи лучевой и цитостатической терапии.

Применение лазератерапии в целях оздоровления заключается в предупреждении сезонных простудных заболеваний, при реабилитации после тяжелых заболеваний, а также перенесенных травм или операций. При гиперлипидемии.

Может применяться как профилактическое средство у работников, чей труд связан с профессиональными тяжелыми условиями, например, рентгеновское или другие виды облучений.

Применение у спортсменов заключается в оптимизации восстановительного периода после тяжелых тренировок и соревнований, а также для повышения выносливости перед соревнованиями.

Советы по безопасности

• Соблюдение простых правил поможет избежать повреждения глаз при использовании лазерной указки.
• Никогда нельзя целиться лазером в людей.
• Не нужно покупать лазерные указки детям. Они не должны играть ими без наблюдения взрослых. Лазерные указки – не игрушка.
• При покупке указки нужно убедиться, что к ней прилагается вся необходимая информация (одобрение регуляторных органов, указание производителя и даты производства, предупреждение об опасности, класс от I до IIIа).
• Включайте указку только когда хотите показать на близкий объект.
• Не наводите указку на зеркальные поверхности, отраженный луч может быть опасен.
• Знайте о возможном действии лазерной указки на организм, это поможет не растеряться, если обнаружите на себе яркую точку указки.

Лазерная указка разрешенного типа в руках человека, осознающего ее опасность, не должна навредить окружающим. 

Ссылки

Технические характеристики лазера:

Параметрами, характеризующими работу оптического квантового генератора – лазера являются:

– длина излучаемой волны (ДВ) в микрометрах (мкм);

– режим работы (РР);

– мощность излучения (МИ) в милливаттах (мВт), ваттах (Вт), киловаттах (кВт), мегаваттах (МВт), гигаваттах (ГВт);

– частота повторения импульсов (ЧПИ) в герцах (Гц);

– длительность импульса (ДИ) в миллисекундах (мс), микросекундах (мкс), наносекундах (нс), пикосекундах (пс), фемтосекундах (фс);

– расходимость излучения (РИ) в миллирадианах (мрад), градусах (град);

– коэффициент полезного действия (КПД) в процентах (%).

Сравнительную характеристику основных лазеров можно оценить по данным таблицы.

Тип лазера	Активная среда	ДВ, мкм	РР	МИ	ЧПИ	ДИ	РИ	КПД, %
Газовый	Гелий-Неон	0,63	непрерывный	0,5-50 мВт	—	—	0,7-3,5 мрад	0,01-0,1
Двуокись углерода – Азот	10,6	непрерывный	1 – 1,5·104 Вт	—	—	до 25 мрад	до 20
10,6	импульсный	10 – 5·103 Вт (средняя)	до 2,5·104 Гц	0,006-100 мкс	до 7 мрад	до 6
Аргон	0,33-0,53	непрерывный	0,01-20 Вт	—	—	0,5-1,5 мрад	0,01-0,1
Фторид криптона (эксимерный)	0,249	импульсный	20-250 Вт (средняя)	до 103 Гц	4·10-3 – 1 мкс	0,1-6 мрад	0,03-2
Жидкостный	Органические красители	0,25-1,01	импульсный	0,1-3 Вт (средняя)	108 Гц	<1 пс	1,4-1,5 мрад	30-60
Твердотельный	Алюмо-иттриевый гранат с неодимом	1,06	непрерывный	0,05 – 103 Вт	—	—	—	1-3
импульсный свободной генерации	20-600 Вт (средняя)	1-300 Гц	0,1-10 мс	3-24 мрад	1-2
импульсный с модулированной добротностью	2-100 МВт (пиковая)	0,1-100 Гц	2-25 нс	0,3-3 мрад	0,4-1
режим синхронизации мод	0,02-2 ГВт (пиковая)	10 Гц	30-150 пс	0,3-0,7 мрад	не  более  0,01
Рубин	0,6943	импульсный свободной генерации	1-38 Вт (средняя)	0,016-5 Гц	0,3-3 мс	3-18 мрад	0,1-1
импульсный с модулированной добротностью	0,02-1 ГВт (пиковая)	0,017-1 Гц	12-30 нс	0,3-1 мрад	до 0,1
Полупроводниковый	Арсенид галия	0,8-0,9	непрерывный (одиночные лазеры)	5-40 мВт	—	—	20-40 град	1-30
Арсенид алюминия-галия	0,8-0,9	непрерывный (интегральные решётки)	100-500 мВт	—	—	20-40 град	10-20
импульсный  (одиночные лазеры)	100-500 мВт	103 Гц	102 нс	20-40 град	10-20
Арсенид галия-индия, в т.ч с примесями алюминия	1,3-1,5	непрерывный	1-5 мВт	—	—	20-40 град	10-20
Селенид свинца, сульфид свинца, теллурид свинца	4-15	непрерывный с глубоким охлаждением	0,1 мВт	—	—	1 град	около 5

Как видно из таблицы, одно и то же вещество активной среды, но с добавлением примесей или изменением режима работы, может изменять свои параметры, что всегда учитывается при эксплуатации устройства.

Примечание: Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Найти что-нибудь еще?

карта сайта

Коэффициент востребованности
5 625

Основные принципы боевого применения

Военные преимущества

Лазерное оружие могло бы иметь несколько основных преимуществ над традиционным оружием:

• Лазерные лучи распространяются со скоростью света, поэтому нет необходимости учитывать движение цели и применять упреждение при стрельбе на расстояния менее 300 тыс. км. Следовательно, уклониться от лазерного «выстрела» в подавляющем большинстве невозможно. В условиях наземного и воздушного боя уклониться от облучения лазерным лучом вообще невозможно.
• На лазерный луч не оказывает влияние гравитация планеты (напр. Земли). (В ближних окрестностях чёрных дыр и др. очень массивных объектов траектория лазерного луча всё же искривляется, правда бои едва ли там будут вестись.)
• Лазер может менять конфигурацию фокусировки на активной области, которая может быть намного меньше или больше по сравнению с размерами поражающего элемента кинетического (напр. огнестрельного) оружия.
• «Боекомплект» лазера зависит только от источника энергии.
• Поскольку свет имеет практически нулевой «импульс энергии» (точнее, отношение импульса фотона к его энергии равно 1c{\displaystyle 1/c}), у лазера нет ощутимой отдачи.
• Диапазон использования лазерного оружия намного превосходит диапазон традиционного (кинетического, баллистического и реактивного) оружия, но зависит от атмосферных условий и мощности источника энергии.

Рассеяние

Лазерный луч вызывает в воздухе плазменный канал при плотности энергии около мегаджоуля на кубический сантиметр. Эффект рассеяния приводит к потере лазером фокуса и рассеянию энергии в атмосфере. Значительное рассеяние наблюдается в тумане, дыме и плазменных облаках.

Высокое энергопотребление

Одна из главных проблем лазерного оружия (как и любого иного оружия направленной энергии) состоит в высоком энергопотреблении.

Отсутствие возможности непрямого огня

В отличие от артиллерийских пушек, способных вести огонь по навесной траектории, то есть «перебрасывать» снаряд через стену, холм и т.д., лазерное оружие не может выполнять подобных задач. Как возможный вариант решения этой проблемы — некий корректор в виде зеркала на летательном или наземном подвижном аппарате

Лёгкий способ противодействия световому излучению

Использование светоотражающих элементов (зеркал) может сделать применение лазера бесполезным. Они смогут без проблем отразить лазерный луч, как любой другой свет, независимо от его мощности.

Технику будет довольно легко оснастить такой зеркальной бронёй. С пехотой могут возникнуть проблемы, что увеличит стоимость производства.

Для полной защиты от вражеского огня придётся сделать зеркала (светоотражающие элементы) неломаемыми или покрыть их слоем брони, который лазер, вероятно, сможет расплавить, но тут же отразится от отражающего слоя.

Инверсная заселенность. Создание когерентного излучения:

Перемещаясь по уровням атома, электроны создают (выделяют) его энергию: чем они выше, тем она больше, а опускаясь – поглощают ее. Чем выше энергия атома, тем больше он возбужден, но это отражается и на его устойчивости – она слабеет. В определенный момент времени электроны все же изменят уровень на более низкий, выделив фотон – электромагнитное излучение. Учитывая, что такой переход спонтанный, выделяемое излучение происходит разобщенно, поэтому и образующийся луч является несогласованным.

Если же излучение (выделение энергии) проводится направленно, при воздействии электромагнитной волны, чья частота близка к частоте перехода атома, возникнет иной эффект. Полученный резонанс дестабилизирует атом и все электроны «упадут» с верхних «ярусов» на нижние. При таком спровоцированном воздействии световая волна будет идентична первичной волне по всем трем параметрам:

– частоте;

– направленности;

– фазе.

Все образующиеся волны имеют согласованное (когерентное) направление, и суммарно они увеличивают интенсивность излучения, т.е. количество его квантов.

Заселенность – это количество атомов на определенном энергетическом уровне (E_n). Если заселенность более высокого уровня (Е₂) выше, чем ниже расположенного (Е₁), образуется инверсная заселенность. Так и активное вещество – это среда, где возбужденных атомов больше, чем тех, что находятся в состоянии покоя. Если подобная среда будет подвержена воздействию электромагнитной волны, электроны поднимутся на выше расположенные уровни, и возникнет усиленное этим воздействием излучение. Причина проста – каждый квант электромагнитной волны порождает идентичный фотон, эти два образуют четыре фотона, те – восемь и так далее. Все это приводит к появлению фотонной лавины.

Однако данная ситуация весьма условна и возможна лишь в идеальных условиях. В реальных же существуют факторы, провоцирующие утрату электромагнитной волной энергии: ее поглощают примеси, которые содержит активная среда, она рассеивается в ее неоднородных слоях и т.д. Усилить же ее можно путем продления длины пробега в активной среде, что возможно весьма условно. Поэтому был создан резонатор: многократно отражаясь от двух параллельно расположенных зеркал, волна проходит достаточное расстояние для получения нужного уровня усиления, но при условии, что сохранится инверсионная заселенность.

Обеспечивать нужное число электронов на высоких уровнях возможно при использовании отдельного источника энергии – что означает, что необходимо проводить накачку активной среды источниками энергии. Подобные источники энергии могут быть самыми разными: протекающая химическая реакция, установленная электрическая лампа, направленный разряд электроэнергии и прочие. Есть и определенные условия:

– накопление электронов на верхних слоях атомах. Их должно скопиться не менее половины от общего числа;

– уровень энергии. Он должен превысить определенные показатели, иначе потери превысят накачку, что приведет к малой мощности на выходе.

После достижения состояния инверсии, некоторые электроны начнут спонтанный спуск на более низкий энергетический уровень, при котором возникнут кванты (фотоны). Те фотоны, которые были выпущены под углом к оси резонатора, вызовут короткий цикл излучений в выбранном направлении и исчезнут из активной среды. Те фотоны, чье движение будет направлено вдоль оси резонатора, смогут бесконечное количество раз отразиться в зеркалах резонатора, что и приведет к появлению согласованного (когерентного) излучения.

Ссылки

Промышленное загрязнение биосферы

Деятельность человека постоянно вызывает изменение облика Земли. Если говорить о масштабах воздействия, различают загрязнения биосферы по степени влияния на окружающий мир. Основные факторы:

Локального характера:

1. Горнорудные разработки, они меняют экосреду растений и животных, влияют на подводных обитателей;
2. Крупные предприятия промышленного и животноводческого направления;
3. Электростанции, преобразующие разные виды энергии.

• Региональные, охватывающие большие территории. В большой доле урбанизация влияет на загрязнение биосферы, вокруг городов разрастаются производственные площадки, развиваются сельскохозяйственные комплексы.
• Изменения планетарного уровня, например, тепловое загрязнение вызывает парниковый эффект, от вредных выбросов возникают климатические аномалии.

Деятельность человека приводит к накоплению в воде и почве чуждых для естественной природы компонентов. Возрастает ингредиентное загрязнение металлами, ядохимикатами, карьерными отработками, промышленными стоками.

Предприятиями, транспортом, сельским хозяйством и энергетикой вырабатывается основной объем загрязнителей мировой экосистемы.

Химические

По подсчетам Всемирной организации здравоохранения, влияние на здоровье человека оказывают до полумиллиона химических элементов. 40 тысяч из них относятся к категории вредных веществ, 12 тысяч – токсичных.

Советуем почитать: Причины загрязнения водных ресурсов и его последствия

10 загрязнителей биосферы

Ежегодно увеличивается объем углекислого газа. Выбросы металлургических предприятий вызывают кислотные дожди. Появляются соединения синтетического происхождения, не свойственные природе (до 200 тысяч в год):

• активные ПАВ;
• нефтепродукты (топливо, масла и другое);
• удобрения и с/х химия;
• пищевые добавки и лекарственные средства;
• косметика, ароматизаторы;
• растворители, лаки, строительные материалы.

Токсичное поражение биосферы вызывают массовые загрязнители:

• сернистые компоненты;
• синтезируемые ароматизаторы канцерогенного характера;
• хлорсодержащие неорганические и органические соединения;
• пестициды;
• газообразные СО, NО2;
• радиоактивные вещества с разным периодом разложения;
• тяжелые металлы, в том числе свинец, кадмий, ртуть.

Для опасных загрязнителей устанавливают ПДК (уровень предельной концентрации), пределы токсичности, определяют длительность воздействия.

Физические

Факторы, влияющие на измеряемые параметры окружающей среды, называют физическим загрязнением биосферы:

• Радиоактивные факторы вызывают мутации, системные заболевания.
• Тепловые влияют на погоду.
• Выделяют волновые загрязнители, к ним относится шум, свет, всевозможные вибрации, электромагнитные излучения в диапазоне от долей Герца до МГц.

На человека, экосистему воздействуют постоянные вибрации, оценивается вибрационная нагрузка. Установлен предел, имеющий биологический эффект. Основные источники вибрации:

• автомобильный, ж/д транспорт;
• силовые установки, большегрузная строительная, землеройная спецтехника;
• технологическое оборудование ударного действия.

Акустическое загрязнение – шум различной интенсивности в диапазоне от ультра до инфразвуков, влияющих на психологическом уровне. Установлен критический предел акустического воздействия: в пределах городской среды инфразвук не должен превышать 90 дБ.

Биологические

Человек создает новые виды растений, делает эксперименты на клеточном уровне. Последствия генной инженерии пока трудно оценить с экологической точки зрения. Биоматериалы, используемые для разработки вакцин, лекарств, бактериологического оружия представляют угрозу загрязнения биосферы. Под влиянием загрязнителей продуцируются новые виды микроорганизмов.

Яды, тяжелые металлы вызывают мутагенные изменения в организме, проблемы со здоровьем. Токсические вещества оказывают канцерогенное действие. Среди загрязнителей есть вещества, изменяющие состояние тканей, биологических мембран.

Картошка гармошкой

Другие применения технологий лазерной упрочнения

Первоначально использование лазерных ударных волн на металлах для достижения свойств или функциональных преимуществ называлось лазерной ударной обработкой, более широким и всеобъемлющим термином. Так случилось, что лазерная обработка была первым коммерческим аспектом лазерной ударной обработки. Однако лазерно-индуцированные ударные волны нашли применение в других промышленных приложениях, помимо технологий улучшения поверхности.

Одно применение — формование или формование металла. Посредством выборочного воздействия лазерным лучом на области на поверхности металлических листов или пластин или более мелких предметов, таких как аэродинамические поверхности, связанные с ними сжимающие остаточные напряжения заставляют материал изгибаться управляемым образом. Таким образом, компоненту может быть придана конкретная форма, или искаженному компоненту можно придать желаемую форму. Таким образом, этот процесс может вернуть изготовленные детали в пределы проектных допусков и сформировать детали с тонким сечением.

Другой вариант — использовать ударную волну для испытания материалов на растрескивание . Это приложение основано на поведении ударных волн, отражающихся от задней свободной поверхности заготовки в виде волны растяжения. В зависимости от свойств материала и характеристик ударной волны отраженная волна растяжения может быть достаточно сильной, чтобы образовывать микротрещины или пустоты около задней поверхности, или фактически «сдувать» или отслаивать материал с задней поверхности. Такой подход имеет определенную ценность для испытания баллистических материалов.

Использование лазерных ударов для измерения прочности сцепления покрытий на металлах было разработано в течение многих лет во Франции под названием LASAT для тестирования лазерной адгезии. Это приложение также основано на поведении ударных волн, отражающихся от задней свободной поверхности детали в виде волны растяжения. Если задняя поверхность покрыта адгезивным покрытием, волна растяжения может быть адаптирована для разрушения связи при отражении от поверхности. Управляя характеристиками ударной волны, можно измерить прочность сцепления покрытия или, альтернативно, определить ее в сравнительном смысле.

Тщательная подгонка формы и интенсивности ударной волны также позволила исследовать связанные композитные конструкции с помощью лазерного шока. Технология, получившая название Laser Bond Inspection, инициирует ударную волну, которая отражается от задней стороны связанной конструкции и возвращается в виде волны растяжения. Когда волна растяжения проходит обратно через адгезионную связь, в зависимости от прочности связи и пикового растягивающего напряжения волны напряжения, волна растяжения либо пройдет через соединение, либо разорвет его. Регулируя давление волны растяжения, эта процедура позволяет надежно локально проверить прочность сцепления между склеенными соединениями. Эта технология наиболее часто применяется к структурам из композитных материалов со связанными волокнами, но также было показано, что они успешны при оценке связей между металлокомпозитными материалами. Также изучаются фундаментальные вопросы для характеристики и количественной оценки эффекта ударной волны, создаваемой лазером внутри этих сложных материалов.

Вооружение.

• Лазерное оружие. С середины 50-х гг. XX в. в СССР осуществлялись широкомасштабные работы по разработке и испытанию лазерного оружия высокой мощности, как средства непосредственного поражения целей в интересах стратегической противокосмической и противоракетной обороны. Среди прочих были реализованы программы «Терра» и «Омега». После распада Советского Союза работы были остановлены. В середине марта 2009 г. американская корпорация Northrop Grumman объявила о создании твердотельного электрического лазера мощностью около 100 кВт. Разработка данного устройства была произведена в рамках программы по созданию эффективного мобильного лазерного комплекса, предназначенного для борьбы с наземными и воздушными целями. В настоящее время лазерное оружие не получило широкого применения в армии в силу своей непрактичности и массивности. Существуют только единичные опытные образцы. Можно полагать, что в будущем лазерное оружие может получить развитие только как средство непосредственно-го поражения целей в интересах стратегической противокосмической и противоракетной обороны.
• Лазерный прицел – это маленький лазер, обычно работающий в видимом диапазоне и прикреплённый к стволу пистолета или винтовки так, что его луч параллелен стволу, таким образом производится прицеливание на мишень.
• Системы обнаружения снайперов. Принцип данных систем основывается на том, что луч, проходя через линзы, будет отражаться от какого-либо светочувствительного объекта (оптические преобразователи, сетчатка глаза и т. д.).  Постановка помех снайперам. Возможна постановка помех путем «сканирования» лазерным лучом местности, не позволяя вражеским снайперам вести прицельную стрельбу или даже наблюдение в оптические приборы.
•  Введение противника в заблуждение. Устройство создаёт лазерный луч небольшой мощности, направляемый в сторону противника (в основном, эта технология используется против авиации и танков). Противник полагает, что на него нацелено высокоточное оружие, он вынужден спрятаться или отступить вместо нанесения собственного удара.
• Лазерный дальномер – устройство, работа которого основано на измерении времени, за которое луч преодолевает путь до отражателя и обратно и зная значение скорости света, можно рассчитать расстояние между лазером и отражающим объектом.
•  Лазерное наведение. Ракета автоматически меняет свой полёт, ориентируясь на отраженное пятно лазерного луча на цели, обеспечивая таким образом высокую точность попадания. В настоящее время лазерные технологии эффективно применяются только как средство наведения.

Применение лазеров.

С момента своего изобретения лазеры зарекомендовали себя как «готовые решения ещё неизвестных проблем». В силу уникальных свойств излучения лазеров, они широко применяются во многих отраслях науки и техники, а также в быту.

1. Передача информации по стекловолокнам
2. Лазерная обработка материалов:
   • маркировка и художественная гравировка
   • резка
   • сварка
3. В микроэлектронике для прецизионной обработки материалов (резка полупроводниковых кристаллов, сверление особо тонких отверстий в печатных платах).
4. для получения поверхностных покрытий материалов (лазерное легирование, лазерная наплавка, вакуумно-лазерное напыление) с целью повышения их износостойкости.
5. Лазеры в медицине и биофотонике
   • лазерная хирургия
   • биофотоника и медицинская диагностика
   • офтольмология (лечение катаракта, отслоение сетчатки, лазерная коррекция зрения и др.).
6. Косметологии (лазерная эпиляция, лечение сосудистых и пигментных дефектов кожи, лазерный пилинг, удаление татуировок и пигментных пятен).
7. Термоядерная реакция с применением лазеров
8. В военных целях:
   • как средство наведения и прицеливания.
   • ракетное оружие на основе лазерного излучения
9. Астрономия:
   • Лидар: уточнил значения ряда фундаментальных астрономических постоянных и параметры космической навигации, расширил представления о строении атмосферы и поверхности планет Солнечной системы.
   • В астрономических телескопах, с адаптивной оптической системой коррекции атмосферных искажений, лазер применяют для создания искусственных опорных звезд в верхних слоях атмосферы.
10. Использование лазеров в области научных исследований
11. Голография и интерферометрия
12. Метрология и измерительная техника. Измерение: расстояния (лазерные дальномеры), времени, давления, температуры, скорости потоков жидкостей и газов, угловой скорости (лазерный гироскоп), концентрации веществ, оптической плотности, разнообразных оптических параметров и характеристик, в виброметрии и др.
13. Лазерная химия. Для запуска и анализа химических реакций Лазерное излучение позволяет обеспечить точную локализацию, дозированность, абсолютную стерильность и высокую скорость ввода энергии в систему.
14. Лазеры в приборах и оборудовании
    • Устройства считывания штриховых кодов
    • В лазерной мыши и лазерной клавиатуре
    • Audio-CD, CD-ROM, DVD, Blu-ray disc
    • Лазерные принтеры
    • Лазерные пико-проекторы

Ранее по теме:

• Лазерное декорирование ювелирных изделий на настольном лазерном гравере
• Универсальная система лазерной обработки материалов электронной техники МикроСЕТ + видео
• Лазерные станки. Успешное внедрение в технологический процесс