Tia Laser là gì? Ứng dụng của laser trong cuộc sống
Tia laser là một phát minh vĩ đại của loài người chúng ta. Nó là một loại ánh dáng được phát minh ra vào thế kỉ 20 với tính ứng dụng thực tế cực cao. Vậy bạn có thực sự biết laser là gì? lợi ích và tác hại của tia laser như thế nào?
Để giải đáp được các thắc mắc trên của các bạn hôm nay EMCgroup sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về tia laser và các công dụng mà nó mang lại. Cùng bắt đầu thôi nào.
Tia laser là gì?
Tia laser là một chùm ánh sáng nhân tạo được tạo ra nhờ sự khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ phát ra. Tia laser được tạo ra trong điều kiện kích hoạt cao độc các phần tử của môi trường vật chất.
Chữ Laser là viết tắt chữ cái đầu của cụm từ (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) được đọc theo phiên âm tiếng Việt là ( La – de hay Lây-dơ). Được hiểu rằng là sự khuếch đại của ánh sáng bằng phát xạ kích thích. Laser được tạo ra nhờ thuyết lượng tử của Albert Einstein.
Nguyên lí phát tia laser
Tia laser được tạo ra nhờ vào sự tác động của hiệu điện thế cực lớn, các electron trong môi trường hoạt chất di chuyển từ mức năng lượng thấp lên mức năng lượng cao, tạo nên trạng thái nghịch đảo mật độ electron.
Khi các hạt electron ở mức năng lượng cao sẽ rơi xuống mức năng lượng thấp và tạo ra photon. Các Photon được tạo ra tiếp tục di chuyển va chạm với các photon cùng tần số, cùng pha khác tạo nên hiệu ứng dây chuyền và khuếch đại dòng ánh sáng.
Các hạt photon bị phản xạ qua lại được khuếch đại cực đại tạo ra một tia sáng đó chính là tia laser. Quá trình tạo ra tia laser rất nhanh thông qua bộ nguồn phát laser. Vậy bộ nguồn laser có những cấu tạo nào.
Cấu tạo bộ nguồn phát laser.
Nguồn phát tia laser tiêu chuẩn bao gồm 3 bộ phận cơ bản như sau.
Vật liệu laser hoặc môi trường hoạt chất: Là môi trường để các hoạt chất được kích thích bởi các nguồn năng lượng bên ngoài nhằm tạo ra sự đảo ngược dòng điện chuyển động electron. Trong môi trường khuếch đại, sự phát xạ tự phát và kích thích của các hạt lượng tử photon diễn ra, dẫn đến hiện tượng khuếch đại quang học. Chất bán dẫn, thuốc nhuộm hữu cơ, khí, vật liệu rắn thường được sử dụng làm vật liệu phát quang.
Môi trường hoạt chất quyết định đến bước sóng và các tính chất khác của tia laser phát ra.
– Nguồn năng lượng bên ngoài (ánh sáng, điện): là một nguồn năng lượng đủ lớn nhằm cung cấp tác động đến các hạt điện tích trong môi trường hoạt chất và phát xạ để kích thích vào hệ thống.
– Buồng cộng hưởng quang: Chứa gương phản xạ và bán phản xạ ở 2 đầu làm cho các hạt photon va chạm liên tục vào hoạt chất nhiều lần tạo ra mật độ hạt photon lớn.
Các loại tia laser
Tia laser được được chia thành 4 loại khác nhau dựa vào môi trường hoạt chất trong bộ nguồn laser. Hiện nay có 4 loại tia laser là: laser rắn, laser lỏng, laser khi và laser bán dẫn.
Laser rắn: Hiện nay có hơn 200 chất rắn có thể làm môi trường hoạt chất, ví dụ như thủy tinh, thủy tinh thể, ruby… Hiện nay laser thông dụng nhất là laser ruby (laser hồng ngọc).
Laser khí: là loại laser được tạo ra trong môi trường chất khí. Điều kiện để có được laser khí khi tia sáng có độ kết dính và chùm sáng cao. Laser khí được ứng dụng nhiều trong y học sử dụng kích thích mạch máu…
Laser lỏng: Tia laser được tạo ra trong môi trường hoạt chất dạng lỏng gọi là laser lỏng. Laser lỏng thông dụng nhất là laser màu.
Laser bán dẫn: là tia laser có vai trò quan trọng trong cuộc sống, nó còn gọi là laser diot. Một số ứng dụng của laser bán dẫn như máy in laser, máy đọc mã vạch siêu thị…
Ứng dụng của tia laser trong hoạt động đời sống
Tia laser mang lại vô số lợi ích ứng dụng trong đời sống hiện hữu. Từ lúc xuất hiện laser, nó được ứng dụng vô cùng rộng rãi trong đa ngành nghề như: y học, thẩm mỹ, công nghệ…
Ứng dụng laser trong y học
Tia laser có thể dùng như một con dao mỗ trong y học. Nó có tiếp diện nhỏ, dễ kiểm soát và có thể điều khiển được. Ngoài ra tia laser có thể dùng để chữa hoặc phục hồi bệnh về mắt như cận thị. Sử dụng Laser như một công cụ để nghiên cứu đối tượng sinh học phục vụ cho việc chẩn đoán và xét nghiệm.
Khi chiếu tia sáng Laser vào một hệ sinh vật như cơ thể con người, sẽ có những hiệu ứng sinh học xảy ra trong cơ thể. Những hiệu ứng sinh học này là cơ sở để sử dụng Laser trong y học phục vụ con người.
Ứng dụng trong thẩm mĩ
Trong ngành thẫm mĩ hiện nay được laser được ứng dụng rất nhiều để điều trị tái tạo bề mặt da, làm săn chắc da, xóa bỏ hình xăm…
Các loại laser thế hệ mới được thiết kế thêm hệ thống xịt lạnh để bảo vệ da, an toàn hơn. Nhờ vậy mà người ta có thể đưa tia laser công suất rất cao qua da để tăng mạnh hiệu quả trị liệu mà không làm hư da, không gây sẹo.
Ứng dụng tia laser trong công nghiệp
Nhờ công nghệ laser mà trong các ngành công nghiệp có bước chuyển mình rõ với năng suất cực cao. Với khả năng cắt chính xác công nghệ laser mang lại khả năng cắt cực kì chính xác trên một số bề mặt vật liệu như: giấy, kim loại..
Ngoài ra laser mang năng lượng lớn nên có thể làm nóng chảy kim loại. Chính vì thế hiện nay laser được ứng dụng trong 2 ngành gia công cơ khí như cắt laser hay hàn laser.
Đối với cắt laser sẽ thông dụng hơn vì hiện nay máy cắt laser có nhiều ưu điểm nội bật hơn so với các phương pháp gia công cũ như cắt cnc plasma. Ứng dụng laser trong cơ khí giúp mang lại hiệu quả cao khi chất lượng đường cắt chính xác, tốc độ cắt cực cao nhờ vào công nghệ cnc.
Xem thêm: máy cnc là gì?
Ứng dụng trong một số ngành khác.
Sử dụng tia laser để thuận tiện cho việc bán hàng như máy quét mã vạch. Hay ứng dụng trong các máy đo đạc, máy cân bằng, thủy bình…
Tác hại của tia Laser.
Không thể phủ nhận các lợi ích mà Laser mang lại. Tuy nhiên nó cũng có nhiều tác hại tiềm tàng mà bạn nên chú ý.
Nó có thể làm hỏng võng mạc, gây tổn thương khi bị chiếu vào mắt.
Ngoài ra ở các chùm tia có công suất lớn thường có bức xạ cao gây ảnh hưởng đến da và gây bỏng.
Bài biết vừa rồi đã giải đáp một số câu hỏi về tia laser cũng như tác dụng mà chúng mang lại cho cuộc sống con người. Nếu còn thắc mắc để lại bình luận để cùng nhau giải quyết nhé!
