Zaujímavé aplikácie laserov

Začínajúca firma Novalux zo Sunnyvale v Kalifornii práve vynašla nový laser s názvom NECSEL (Novalux Extended Cavity Surface Emitting LASER -- povedzme: povrchovo emitujúci laser s rozšírenou dutinou). NECSEL značne zvyšuje množstvo informácií, ktoré je možné ľahko zasielať pomocou optického vlákna.
Čoskoro by vám lasery dokonca mohli dovoliť bežne bezdrôtovo komunikovať alebo by mohli nahradiť obrazovku vo vašej televízii. Keď Akadémia vied USA zostavovala zoznam 20 najvýznamnejších úspechov vedy 20. storočia, vedľa elektrifikácie sa v ňom objavili lasery i vláknová optika. Keď však bol laser vynájdený, nezdalo sa, že by to riešilo nejaký naliehavý sociálny alebo vedecký problém. Mnohí ľudia na tom nevideli nič zvláštneho," hovorí Charles Townes, vedecký poradca spoločnosti Novalux. Je uznávaný ako spoluvynálezca maseru - ten je podobný laseru, miesto svetla však používa mikrovlny - i laseru. Townes obdržal prvý patent za lasery ako aj za telekomunikačné zariadenie v roku 1960. V roku 1964 obdržal Nobelovu cenu za fyziku. Townes, posledný krát pôsobiaci na fakulte Columbia University v New Yorku, sa pustil do hľadania lepšej metódy merania svetelných vĺn. "O odštiepenej sietnici som nikdy nepočul, ale práve to bola jedna z prvých lekárskych aplikácií laserov," hovorí. Lasery sa najčastejšie používajú pre zaisťovanie prenosov po optických vláknach, generovanie a zosilovanie signálov a ich distribúcia prostredníctvom vláknové optiky.

Optické vlákno až k plotu a domu

Prekážkou všadeprítomného vysokorýchlostného prístupu k sieti z domova i podniku je takzvaná posledná míľa. V dôsledku vysokých nákladov na pokládku optických káblov a na lasery potrebné pre vysielanie signálov väčšina telekomunikačných spoločností používa na prekonanie poslednej míle meď. Avšak medené drôty nemôžu preniesť viac než 10 megabajtov za sekundu. Aby sa dosiahlo lepšieho výkonu, môžu byť využívané súbežné vedenia. Náklady však potom rastú. Akonáhle cena laserov klesne a bude ich možné nákladovo efektívne inštalovať v každej domácnosti, vláknová optika a širšie pásmo sa stanú dostupnými i pre domácnosti.

Automobily
"Môžete očakávať, že optické vlákno onedlho nájdete v každom aute," hovorí Gary Oppendahl, víceprezident pre obchodné operácie firmy Novalux. "Prečo v aute potrebujete niečo tak rýchleho? Dôvodom je hmotnosť." Výrobcovia automobilov do svojich vozidiel pridávajú ďalšie a ďalšie systémy, súčasne sa však snažia vozidla odľahčit. Mercedes-Benz už pre zníženie hmotnosti optické vlákno používa. Rovnako ako medené vodiče boli v aute nahradené kremíkom, takisto vlákno, zníži zaťaženia dnešných vozidiel.

Digitálne divadlo
"Pokiaľ ste obdržali krásny, kruhový, dobre sa chovajúci zväzok lúčov, môžete ich premietať na nekonečnú vzdialenosť a začať hovoriť o elektronickom kine," hovorí Thompson. Pretože lasery umožňujú riadiť obraz takmer na molekulárnej úrovni, je možné zostrojiť veľmi presne riadené displeje s prednou aj zadnou projekciou, pohybujúcou sa od stolnej veľkosti až po veľkosť kina alebo väčšej, s výnimočne vysokou kvalitou obrazu. V najbližšej budúcnosti by sa televízne vákuové obrazovky i ploché panely mohli stáť minulosťou.

Využitie laserov vo vesmíre
Američania vyvinuli pre svoju obranu strategickú obrannú iniciatívu známu tiež ako program Hviezdne vojny. Významnou súčasťou tohto programu je vývoj laserov, ktorými možno zostreliť nepriateľské rakety do 5 minút od štartu. Lasery ničia svoje ciele tým, že na ne namieria intenzívne lúče energie pohybujúce sa rýchlosťou svetla - 300 000 km/s. Američania vyvýjajú chemický laser, v ktorom sa zlučuje vodík a fluór a vzniká agresívna tekutina fluorovodík. K nemu používajú silný záblesk infračerveného žiarenia, ktoré sa dá pomocou hranolov a zrkadiel zaostrovať.

Analýza skál na Marse
NASA môže ku skúmaniu Marsu čoskoro použiť laserovo budenú spektroskopiu. Poněvadž materiály nacházející se v pouštním prostředí planety jsou často veľmi zvetralé, môžu byť pokryté až 2mm vrstvou hliny a iných zmesí. Lasery, sú aplikované na vzorky pôdy, vzduchu alebo vody, ktoré prepália zvetranú vrstvu a odparia vzorku. Pretože každý atóm emituje jedinečnú spektrálnu štruktúru, vedci budú schopní rozlíšit zloženie vzorkov, dokonca i pri prítomnosti menšieho množstva prvku ako 2 častice z milióna.
Mathew Schwartz

Lidar
Light detection and ranging - lidar (detekcia svetla a pohybu v určitom rozmedzí) je podobný radaru. Avšak zatiaľ čo radar sa používa k meraniu rýchlosti, vzdialenosti a smeru rádiovej vlny, lidar sa spolieha na laserovú diódu. Používa omnoho užší zväzok, čo vedie k väčšej presnosti merania. Na rozdiel od konvenčného radara sa laserové svetlo omnoho ťažšie detekuje, čo ho robí vhodnejším pre vojenské použitie. Skôr, než sa lidar - ové prístroje stanú všadeprítomnými v lietadlach, musia ešte dôjsť ku zmenšeniu ich celkových rozmerov.

Laserová chirurgia
Dnes je možné pomocou laserových lúčov "nekrvavou" operáciou odstrániť patologiské útvary a opravovať tkanivá bez rezania s menšou bolesťou a bezpečnejšie. Ak treba odstrániť napr. výrastok z pažeráka, zavedie sa pri miestnom znecitlivení do pažeráka endoskop. Laserový lúč sa vedie dole trubicou po optickom vlákne a zaostrí sa na výrastok. Laserová chirurgia je založená na princípe vedenia svetla optickým vláknom. Dávkovaním tepelnej energie, ktorú absorbuje tkanivo laserovým lúčom, môže lekár neželané bunky spáliť - doslova vzpariť. Týmto spôsobom sa dajú pomocou laserových lúčov vyrezať nádory, odpariť farbivo z tetovania alebo vyčistiť materské znamienka. Ďalšia prednosť laserových lúčov spočíva v tom, že lekárom umožňujú zasiahnuť na tých miestach tela, kam sa prv skalpelom ťažko dostávali a urobiť operácie, ktoré sa predtým urobiť nedali, napr. prišiť odtrhnutú sietnicu, urobiť otvor do sekundárneho sivého zákalu a tým obnoviť zrak, a liečiť krčnú rakovinu.

<< Späť na hlavnú stránku