Laserid (0)

Sisukord
1. Laserkiirte rakenduste jaotumine kaheks..........................................................................2
2. Laser radarina....................................................................................................................3
3. Laser mõõtmiseks..............................................................................................................4
4.Laser meditsiinis.................................................................................................................5

Laseri kasutamine silmade ravis ....................................................................5

Laser kortsude eemaldajana...........................................................................6

Laser hammaste ravis.....................................................................................6

Hingamisteede- ja nahahaigused , ning kasvajate ravi...................................6
5. Laseri kasutamine CD-des ja DVD-des............................................................................7
6. Impulsslaser täppismehhaanikatööstuses..........................................................................8
1. Laserikiirguse rakendused saab jaotada kahte põhirühma.
1) Objektide mõjutamine laserikiirgusega: intensiivne, koondatud laserikiir võib objekti sulatada, aurustada, pihustada või plasmastada, orgaanilisi aineid koaguleerida või söestada. Objekte mõjutatakse näiteks laserkirurgias, lasertöötluses (lõikamisel, mulgustamisel, keevitamisel), termotuumaenergeetikas (kütuse viimiseks tiheda kuuma plasma seisundisse) ja laserrelvastuses. Vähem intensiivne laserikiiritus võib ajendada objektide sisemuundeid, näiteks purustada keemilisi sidemeid , muuta aine optilisi ja muid omadusi. Seda rakendatakse näiteks laserkeemias, seal hulgas isotoopide eraldamisel, mittelineaarses optikas, geenitehnikas, laserravis ja põllumajanduses.
2) Teabe hankimine ja töötlemine, teabe salvestamine , väljastamine, edastamine ja levitamine. Nende hulka kuuluvad laserite rakendused metroloogias ning kontrolli- ja tüürimisseadmeis (seal hulgas ülitäpsetel joonmõõtmistel, näiteks lasergüroskoopias), sirgete ja tasandite või muude pindade fikseerimisel (näiteks ehituses, mäenduses ja navigatsioonis), teadus- ja tarbeuuringuis (füüsikas, keemias, bioloogias, meditsiinis, geofüüsikas, seal hulgas meteoroloogias, geodeesias ja seismoloogias, planeetide astromeetrias), tootmisprotsesside automaatohjes, defektoskoopias, keskkonnakaitses, kriminalistikas, museoloogias (eriti kasutatakse laserspektroskoopia, -interferomeetria, -lokatsiooni ja -spektrokronograafia meetodeid ning uurimisobjektide ruumilist, ajalist ja spektraalset valikumõjutust laseriga ), optilises lasersides (seal hulgas telefonsides) ning laserteabelevis (ringhäälingus, televisioonis), optoelektroonikas ning arvutitehnikas (seal hulgas suure infomahu ja töökiirusega mäluseadmeis, lugemis- ja trükiseadmeis), lasergrammofonis, -videofonis ja -projektorteleviisoris. Laserit rakendatakse ka visuaalkunstis (seal hulgas vaatemängudes), valve - ja hoiatusseadmeis, kaupluste kassaseadmeis ning treeningu, näiteks lasketreeninguseadmeis. Laserite loomisega on kaasnenud uute teadusalade, näiteks holograafia , mittelineaarse optika ja spektrokronograafia teke ja areng. Arendusjärgus on lasertermotuumareaktor, valgusraal ja laserenergiajaotussüsteem. Laserseadmed on oma l-ta analoogidest (kui need on olemas) enamasti tunduvalt tõhusamad, näiteks võib laserikiir sidekanalina sama ajaga edastada 103-105 korda suuremat teabehulka kui raadiokanal. Laserikiirgus võib põhjustada organismi kahjustusi: paiksed kahjustused meenutavad põletust, silma tunginud kiir kutsub esile sarv - ja võrkkesta muutusi, kiirguse üldmõjul tekivad peamiselt närvisüsteemi ja vereringeelundite talitluse häired. Tööstuslaseritega lubatakse töötada seadme ohtlikkuse kohaselt sisustatud ruumis, silmade katseks seadmed blokeeritakse või kasutatakse kaitseprille (-maski); välioludes tõkestatakse kiirgust ekraanidega.
2. Laser radarina
Radar määrab objekti asukoha kindal sagedusega raadiolainete objektilt tagasipeegeldumise järgi. Raadiolokaator teeb kindlaks objekti kauguse, mõõtes elektroonselt ära ajaintervalli raadiolainete väljasaatmise ja objektilt peegeldunud signaali saabumise vahel. Peegeldunud raadiolainete abil näeb objekti kuju ja piirjooni isegi läbi pilvede või tiheda udu.
Objekti täpse asukoha määramise seisukohalt on laserivalgusel raadiolainete ees mitmeid eeliseid . Esiteks kujutab laserivalgus endast väga kitsast kiirtekimpu. Teiseks on tal väga väike lainepikkus . Et raadiolokaator töötab mõne sentimeetrises lainepikkuste alas , siis tingituna lokalisatsiooni optikast ja lainete difraktsioonist läheb objekti täpse asukoha määramiseks vaja üsna suurt antenni. Sõltub ju igasuguse “optilise” süsteemi lahutusvõime vaatluseks kasutatava lainepikkuse ja “läätse” või “peegli” läbimõõdu suhtest .
Et laserivalguse lainepikkus on raadiolainete omast tublisti väiksem, siis on lainepikkuse ja optilise süsteemi apertuuri suhe rubiinlaserist väljuva valguse jaoks märksa väiksem kui sama suhe raadiolainete ja näiteks 100-meetrise diameetriga radarpeegli korral – laserkiirel on objekti asukoha täpsel kindlasmääramisel radari ees suuri eeliseid. Paraku muudavad suits, pilvitus ja udu laserkiirguse kasutamiskõlbmatuks, kuna nad hajutavad selle.
Kui laserikiir on suunatud kõrgest korstnast tõusvale suitsupahvakule, siis mida hõredam on suitsupilv, seda vähem peegeldub temalt laserivalgust tagasi. Ent laserikiired on niivõrd intensiivsed, et registreerivad suitsupilve ka siis, kui see on paljale silmale ammu nähtamatuks muutunud. Selle meetodi (hajumisefekti) abil on uuritud atmosfääri saastatust suitsuga.
 
3.Laser mõõtmiseks
Laserkaugusmõõtja (joonisel on kujutatud ühte mõõtmise võimalust) on mõeldud asendama mõõdulinti ning joonlauda ning seda ilma abilist kasutamata. Lihtsamad mudelid võimaldavad kauguse mõõtmist ning pindala ja ruumala arvutamist. Keerukamatel mudelitel on võimalus mõõteandmeid salvestada (kuni 800 mõõtmist) ning ka otse arvutisse saata. Samuti on kaugusmõõtjatel mitmeid funktsioone: pidevmõõtmine, suurima ning vähima distantsi leidmine, pindala ning ruumala arvutamine, mõõteandmete liitmine , lahutamine ning korrutamine, ajastatud mõõtmine (viivitusega) jne. Laserkaugusmõõtjaga mõõtmine on kiire, tõhus, täpne, usaldusväärne (mõõtekaugus kuni 200m täpsusega +/-3mm), mitmekülgne (sise- ja välistöödeks), turvaline (pole redelit vaja).
On võimalik mõõta pikkust, laiust, kõrgust ka juhtudel, kui mõõdetavale objektile päris ligi ei saa (distantsmõõtmine) kasutades ka + ja - mõõtmisi. Võimalik mõõta statiivilt distantse kahes suunas, seega maksimaalne distants oleks kuni 400m . Vesiloodiga pöördaluse kasutamiselon võimalikud mõõtmised isegi 90° või mõne muu nurga all.
Infrapuna lasertermomeetri (joonisel) abil saab mõõta temperatuure kergelt ja kiirelt, mõõdetava pinnaga kokku puutumata. Mõõteobjekti sihtimine on tänu laserkiirele äärmiselt lihtne. Infrapunatermomeetrid on ideaalsed tööriistad mõõtmaks liikuvate, raskesti ligipääsetavate, elektrivoolu all olevate või ohtlikult kuumade objektide pinnatemperatuuri.
Laserit kasutatakse ka kiiruse mõõtmiseks. Sel juhul töötab see laserimpulsi leviaja mõõtmise põhimõttel. Eestis kasutatavat laserkiirusmõõturit LTI 20-20 saab kasutada keskmise kiiruse mõõturina ainult statsionaarses režiimis. Kuna laserkiirusmõõtur võimaldab määrata kaugust seadmest mingi objektini, siis sobib see hästi mõõdetava teelõigu pikkuse mõõtmiseks. Saadud tulemus salvestatakse seadme mällu. Kui sõiduk, mille kiirust mõõdetakse, jõuab teelõigu algpunkti , siis käivitatakse nupulevajutusega seadme elektronkell; kui sõiduk, mille kiirust mõõdetakse, jõuab teelõigu lõpp-punkti, siis seisatakse seadme elektronkell; kiirusmõõtur arvutab välja mõõdetava sõiduki keskmise kiiruse vaatlusalusel teelõigul ja kuvab selle tablool.
Laserkaamera ja kiirendusanduri abil toimub tee tasasuse andmete kogumine. Laser- ja kiirendusandurid on paigaldatud auto esimese parempoolse ratta ette. Laseriga mõõdetakse tee pinna ja auto kere vahelist kaugust ning kiirendusanduriga autokere vertikaalsuunalist liikumist. PTM-auto (üks laser- ja kiirendusandureist, kõrval oleval pildil) mõõtmiste tihedus on 40 mm ja mõõtmised tehakse samaaegselt nii laseriga kui ka kiirendusanduriga. Mõõtmistulemustest arvutatakse tee pikiprofiil 32 cm sammuga. Pikiprofiilist on seejärel võimalik arvutada nii IRI-t kui ka IRI4 -ja. Latt auto ees on mõeldud roopa sügavuse mõõtmiseks ja seejuures kasutatakse 15 ultraheliandurit. Mõõtetööde kiirus on vahemikus 30 - 90 km/h ja tulemused on põhimõtteliselt kiirusest sõltumatud.
4. Laser meditsiinis
Laseritega diagnoositakse mitmesuguseid haigusi, lõigatakse silmi ja närve, õmmeldakse kokku veresooni, purustatakse põie- ja sapikive , tehakse plastilisi operatsioone, ravitakse nahahaigusi. Füüsikud ja meedikud on seejuures välja selgitanud, millist laserit on ühe või teise haiguse puhul otstarbekam kasutada.
On olemas kuumad ja külmad laserid . Kuumad laserid lõikavad, söövitavad ja hävitavad. Külmad ehk pehmed laserid töötavad väiksemal võimsusel ja stimuleerivad rakufunktsioone mittetermiliselt ja mittehävitavalt. Külmad laserid saavad välja saata ainult üht sagedust – monokromaatilist valgust (monokroom tähendab ühtainust värvi). Tegelikult on monokromaatilise valguse tekitamiseks kaks võimalust: a) külmlaseriga, b) valgusdioodiga (LED – light emitting diode ). Monokromaatiline valgus suurendab hapniku ja vere ringet, stimuleerib närvifunktsioone, vähendab valu ja lõõgastab lihaseid. Monokromaatilise valguse uuringud on keskendunud peamiselt valu leevendamiseks kõige sobivamate sageduste leidmisele. Rakukoed reageerivad kõige paremini teatud kindlatele sagedustele punases ja infrapunases spektris . Sagedus 660 nm on inimese kudedele kõige sobivam , sest stimuleerib rakukoe tekkimist ja soodustab nahakoe ja vere regeneratsiooni mõjutatavas piirkonnas. Haav suurusega 10p, mida mõjutatakse iga kahe tunni järel mõne minuti jooksul valgusdioodi või külmlaseriga sagedusel 660 nm, kasvatab uue, ilma armide ja kärnadeta naha ühe või kahe päevaga.. 660 nm punase valgusega laser sobib ta suurepäraselt armide, haavade , haavandite ja naha ravimiseks; 830-950 nm infrapunased laserid võivad ravida osteo - ja reumatoidartriiti. Roheline kiirgus sobib pigmendilaikude eemaldamiseks, kuna seal olev melaniin neelab intensiivsemalt lühemalainelises rohelise kiirguse piirkonnas. Roheline laserikiirgus hävitab ka tätoveeringu. Roheline kiirgus pääseb normaalsest tervest nahast hästi läbi ja ei kahjusta sealseid rakke. Tätoveeringuga värvitud rakus see kiirgus neeldub ja piisava doosi korral raku temperatuur tõuseb ning rakk hävineb - organism viskab selle endast välja nagu pinnu sõrmest. Poole tunniga siin midagi ära ei tee, sest organism vajab uue olukorraga kohanemiseks, ümber korrastumiseks ja kasvamiseks aega, aga mõne seansi vältel võib niisugune skalpellita lõikamine hävitada nii tätoveeringu kui ka portveinipleki. Valgusdioodid vahetavad üha enam külmlaserid välja, kuna nad annavad laiema hajusa valguskiire ega nõua akupunktuuripunkti leidmisel ja aktiveerimisel nii suurt täpsust kui laserid.
Vaskaurude laseri eeliseks teiste laserite ees on see, et sobiv lainepikkus ja kiiretest intensiivsetest impulssidest koosnev kiirgus on veresoonte ning nahadefektide termiliseks töötlemiseks parem kui teiste laserite kiirgus ja seetõttu ei kahjustu normaalne terve kude ega teki ebasoovitavaid arme.
Koondudes silma võrkkestale, põhjustab päikesest märksa heledam valguskiir antud kohas hävitava põletuse. Selle asjaolu on silmakirurgid oma kasuks pööranud. Pärast laseri ehitamist selgus, et laserikiirgus kahjustab nahka ning võib moonutada koerakke. Kudesid , mida kavatsetakse laserivalgusega kiiritada, võib värvida, reguleerides seega lokaalselt neelduva kiirguse hulka: mida tumedamaks ala toonitase, seda suurem on neeldumine. Säärase kiiritamisega on edu saavutatud kasvajate opereerimisel. Kuigi laser on kirurginoana efektne , on ta kallis lõbu.

4.1. Laseri kasutamine silmade ravis
Nägemisteravuse parandamise uuemaks suunaks on ümbermodifitseerida silma ennast s.t. korrigeerida tegelikku refraktsiooni. Refraktiivse kirurgia kaks levinumat meetodit on: Radiaalne keratotoomia (RK) ja Fotorefraktiivne kirurgia. Fotorefraktiivses kirurgias põhiliselt kasutatavateks meetoditeks on PRK ja LASIK operatsioonid. Kaasaegseks refraktsiooni parandamise meetodiks ongi eximer laseri (külmavalguse laser) abil teostatav fotorefraktiivne kirurgia, mida natuke selgitan. Lõikus kestab vaid mõne minuti, sarvkestast "freesitakse" pluss- või miinuslääts ehk
5