Laser
 

Tia laser đầu tiên


"Laser là tên viết tắt của từ "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" ( nghĩa là khuếch đại ánh sáng phát xạ kích thích bởi bức xạ ).Electrons tồn tại ở các tầng năng lượng riêng biệt trong một nguyên tử.Các tầng năng lượng này có hình dạng như vòng tròn hay quỹ đạo ,xung quanh hạt nhân.Electrons ở bên ngoài sẽ có tầng năng lượng cao hơn những electrons ở phía trong.Khi có sự tác động hoá-lý ở bên ngoài ,các hạt electrons này cũng có thể nhảy tử tầng năng lượng thấp ,lên tầng năng lượng cao(bumped up to higher energy levels by the injection of energy),và ngược lại ,quá trình này sẽ tạo ra các tia sáng.Bước sóng và màu sắc của tia sáng phụ thuộc vào năng lương tạo ra ,cũng như thiết bị ,nguyên tố hoá học ta sử dụng.

Sơ đồ thiết bị tạo tia laser hồng ngọc

Tia laser hồng ngọc (ruby laser) được tạo ra lần đầu tiên vào năm 1960 ,bởi nhà vật lý Maiman tại Hughes Laboratory in Malibu ,California .Ruby là thành phần của oxit nhôm ,kết hợp với nguyên tử nhôm ,được đặt trong Chromium.Chromium hấp thụ tia sáng màng xanh lá cây và xanh lục ,để lại duy nhất tia sáng màu hồng.

1) Dưới sự tác động của hiệu điện thế cao ,hạt khoáng ( thạch anh ) sẽ phát sáng ,do có sự kích thích và di chuyển của electrons từ tầng năng lượng thấp lên tầng năng lượng cao.(High-voltage electricity causes the quartz flash tube to emit an intense burst of light, exciting some of the atoms in the ruby crystal to higher energy levels. )


2)Ở tầng năng lượng xác định ,thành phần nguyên tử phát sán gọi là photons.Các hạt photons này sẽ tỏa ra nhiều hướng khác nhau từ một nguyên tử ,và bị kích thích bức xạ bởi những hạt photons từ những nguyên từ khác ,và được khuếch đại.(At a specific energy level, some atoms emit particles of light called photons. At first the photons are emitted in all directions. Photons from one atom stimulate emission of photons from other atoms and the light intensity is rapidly amplified. )


3)Các hạt photons bị phản xạ ngược trở lại ,và đi theo một đường nhất định ra bên ngoài.Tiếp tục xảy ra quá trình khuếch đại ánh sáng phát xạ.(Mirrors at each end reflect the photons back and forth, continuing this process of stimulated emission and amplification


4)Hạt photons phản xạ ngoài nhờ có gương bạc tại một đầu của ống.Tia sáng tạo bởi quá trình khuếch đại ánh sáng phát xạ chính là tia laser.(The photons leave through the partially silvered mirror at one end. This is laser light)


Có nhiều loại tia Laser khác nhau ,có thể ở dạng hỗ hợp khí ,hay dạng chất lỏng ,song có độ bức xạ lớn nhất vẫn là tia laser tạo bởi các thành phần từ trạng thái rắn.(Solid-state lasers provide the highest output power of all laser types). Ngoài ra hiện nay còn có thêm loại laser tạo ra từ bán dẫn.

----------
HP - mỗi tay quá

Ứng dụng của tia laser

Giới thiệu : Máy laser đầu tiên được nhà vật lý Maiman (Hoa Kỳ) phát minh năm 1960 gọi là laser hồng ngọc (Laser Ruby). Laser hồng ngọc là ôxít nhôm pha lẫn crôm. Crôm hấp thụ tia sáng màu xanh lá cây và xanh lục, để lại duy nhất tia sáng màu hồng.
Bước sóng 694.3nm.
Ứng dụng của tia laser :
1. Trong đo lường và nghiên cứu :
Sử dung laser để đo lường khoản cách, vị trí và tốc độ.
Chụp ảnh toàn ký holography :chỉ từ khi có laser thì phương pháp chụp ảnh khối này mới thực hiện được và phát triển rất nhanh.
Nghiên cứu plasma nóng và các phản ứng nhiệt hạch.
2. Trong công nghiệp và quân sự :
Trong quân sự :
- Vũ khí laser chống tên lửa và pháo: sau khi được bắn ra, quả đạn pháo sẽ bị radar cùng thiết bị tầm nhiệt hồng ngoại bám đuôi, rồi bị tia laser đốt nóng khiến nó phát nổ trước khi đến đích.


– Súng có gắn bộ phận chỉ hướng bằng laser.
– Bom định vị bằng laser: loại bom này sẽ đánh thẳng vào mục tiêu nào do tia laser chỉ đến.


– Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Laser trong xử lý vật liệu (cắt, hàn, khắc,...)
3. Trong truyền và lưu giữ thông tin :
Thông tin quang là một hệ thống truyền tin thông qua sợi quang. Nghĩa là thông tin được chuyển thành ánh sáng và sau đó ánh sáng được truyền qua sợi quang. Tại nơi nhận, nó lại được biến đổi trở lại thành thông tin ban đầu.
Hệ thống dẫn truyền sợi quang digital


Chùm laser được gửi qua cáp quang
Nguồn quang học ở đây là máy laser Ruby (1960), bây giờ thì ngưòi ta xài các loại laser khác.
Lưu trữ dữ liệu:


Máy in laser


4) Trong lĩnh vực y học:
- TPHCM vừa nhập máy Laser hiện đại có tên Laser Ruby trị giá trên 100 ngàn USD. Đây là chiếc máy Laser Ruby duy nhất hiện nay ở Việt Nam. theo đánh giá của các chuyên gia đầu ngành thì Laser Ruby là Laser sử dụng hiệu quả nhất để điều trị các tổn thương có sắc tố màu đen để chữa trị các vết nám, bớt đen, nốt ruồi, đồi mồi... Cái hay của Laser Ruby này là nó hầu như rất ít tác dụng phụ vì nó chỉ hấp thụ những tổn thương có sắc tố đen mà không ảnh hưởng đến những vùng da không bị tổn thương khác
- Xoá vết xăm : Nếu xóa xăm bằng Laser, cần chọn các loại Laser không hủy da như Laser YAG, Laser Ruby… tránh dùng loại Laser hủy da như Laser CO2… để tránh gây sẹo.


Các bạn có thể tham khảo thêm tại đây.