Tính chất và ứng dụng của laser
Chia sẻ bài viết lên :

Theo “Cơ sở động học và ứng dụng của laser – được thực hiện bởi: Nguyễn Thị Phương, Bùi Thị Thu”. Tính chất và ứng dụng của laser sẽ được liệt kê ngay sau đây.  Mời quý bạn đọc cùng tìm hiểu qua và so sánh lại những điều mà bạn đã hiểu về laser trước đây, hoặc tăng tính ứng dụng laser bạn đang sử dụng được cụ thể hơn. 

Giải thích về tính chất của laser 

Độ đơn sắc cao

Tính chất đầu tiên của laser khi được phát ra được đánh giá rằng: laser có Độ đơn sắc cao, độ đơn sắc này là từ một chùm sáng càng cao tức là phổ càng hẹp. Người ta đã tạo được các laser có mức chênh lệch bước sóng có thể tới 0,1 Ao.

Tính chất độ đơn sắc cao này rất quan trọng vì nó mang tính hiệu quả tác dụng của laser khi tương tác với vật chất, với các tổ chức sinh học phụ thuộc vào độ đơn sắc này.

Sự hội tụ của chùm tia

Một tia laser được phát ra hay được áp dụng điều trị một bệnh lý cụ thể. Sự hội tụ của chùm tia được cân nhắc và trở thành một trong những tính chất đáng quan tâm của tia laser. Chùm tia laser có thể hội tụ tại một diện tích rất nhỏ.

Ví dụ: với laser He-Ne có công suất 2mW dùng thêm thấu kính có thể hội tụ chùm tia trên 10^-8 cm2 để đạt được mật độ công suất 200kW/cm2. Để có được mật độ này, nếu dùng một nguồn điện thông thường thì nguồn phải có công suất 20kW.

Tính chất laser
Tính chất laser

Độ định hướng cao

Tia laser có độ định hướng cao tức là góc mở của chùm tia rất nhỏ, không bị loe ra theo phương truyền vì vậy có thể chiếu đi rất xa, có thể dùng laser để đo những khoảng cách trong vũ trụ.

Tính kết hợp cao

Tính kết hợp của tia laser biểu hiện ở độ đơn sắc (kết hợp thời gian) và tính đẳng pha của mặt sóng (kết hợp không gian).

Các ứng dụng của laser trong cuộc sống và thẩm mỹ

Laser hữu ích trong thông tin liên lạc

Sử dụng tia laser để truyền tin tức có các ưu điểm sau:

  • Các thiết bị viễn thông laser có kích thước nhỏ gọn, nhẹ và tiêu thụ ít năng lượng hơn so với các hệ thống vô tuyến hiện nay.
  • So với sóng vô tuyến, dải sóng truyền tin của laser lớn gấp vạn lần nên truyền được nhiều kênh thông tin hơn.

Ví dụ: sóng vô tuyến tần số sử dụng là 104 – 3.1011 Hz thì với tia laser trong vùng sáng nhìn thấy có tần số từ 3.1012 – 15.1015 Hz nên dải sóng truyền tăng lên đến 5.104 lần. Do đó, với laser nằm trong khoảng và mỗi kênh truyền tin là 6,5 MHz thì sử dụng laser ta có thể truyền 80.105 kênh cùng một lúc, tăng gấp 105 lần kênh truyền khi sử dụng sóng cực ngắn.

Ứng dụng laser trong y học
Ứng dụng laser trong y học

Ưu điểm khi sử dụng tia laser để truyền tin tức:

  • Tia laser mang năng lượng lớn nên có thể đi xa hơn các sóng vô tuyến. Các laser hiện nay có thể truyền được khoảng cách tới 100 000km. Ví dụ: trong 1 giây, khi dùng sóng vô tuyến phải tiêu tốn một năng lượng 10-7 J để truyền một bít thông tin, nhưng với tia laser chỉ cần dùng một năng lượng 10-16 J tức là giảm hàng tỉ lần.
  • Sử dụng các bước sóng thích hợp có thể truyền tin ở các môi trường khí tượng khác nhau. Ví dụ: khí quyển thích hợp với bức xạ của laser CO2 ;nước biển cho truyền qua, ít hấp thụ bức xạ của laser Argon.

Laser hữu ích trong y học – thẩm mỹ

  • Laser rắn ND:YAG của Mỹ, Trung Quốc, Nga, chủ yếu được sử dụng trong phẫu thuật nội soi, điều trị và u xơ tiền liệt tuyến.
  • Laser He-Ne, đã được ứng dụng sớm nhất ở Việt Nam. Cho đến nay tại VN đã có hàng trăm thiết bị Laser He-Ne với công suất từ vài mW đến hàng trăm mW được ứng dụng vào các chuyên khoa khác nhau.
  •  Laser CO2 có cấu trúc tương đối đơn giản, giá thành thấp, rất phù hợp với điều kiện Việt Nam, được ứng dụng trong lĩnh vực phẫu thuật vô trùng ít chảy máu; phẫu thuật thẩm mỹ.
  • Laser bán dẫn, ứng dụng chủ yếu là châm cứu không tiếp xúc, vô trùng, ít đau, có thể thay thế phương pháp châm cứu bằng kim cổ truyền trong một số trường hợp.
  •  Laser He-Cd ứng dụng để tạo các ảnh Holography và chữa những căn bệnh khó, đặc biệt trong da liễu và phong…

Ngoài ra, Laser còn sử dụng trong chẩn đoán y khoa – thẩm mỹ như: bệnh lý da liễu từ các tia laser phân tích da như Excimer 308nm, thăm dò, đo dòng máu trong cơ thể từ Doppler laser, Máy chụp cắt lớp laser, các máy dò tìm, đo đạc, dẫn đường trong chẩn đoán.

Trong phẫu thuật thẩm mỹ: Người ta sử dụng các laser nhiệt như một dao mổ để phẫu thuật. Điển hình là dao mổ bằng laser CO2. Tuy nhiên, chùm tia laser CO2 không nhìn thấy nên trong máy phát laser phải gắn thêm laser He –Ne công suất 1-2 mw phát tia màu đỏ dẫn đường.

Những ưu điểm của dao mổ laser:

  • Độ vô khuẩn cao vì laser tạo nhiệt độ cao tại đường rạch và không có sự tiếp xúc giữa dụng cụ và cơ thể.
  • Laser CO2 có khả năng vừa rạch đường mổ vừa cầm máu.
  • Phẫu thuật những bộ phận ở sâu trong cơ thể mà không làm tổn thương xâm lấn.
  • Thời gian mổ ngắn.
  • Chăm sóc hậu phẫu thuận lợi.

Trong điều trị thẩm mỹ: Khi chiếu laser vào tổ chức cơ thể ở một nhiệt độ nhất định, laser sẽ làm đông protein của tổ chức đó. Hiệu ứng này được áp dụng để can thiệp điều trị ít xâm lấn các tổn thương của cơ thể kể cả can thiệp sâu vào bên trong cơ thể. Ứng dụng của laser trong điều trị rất phong phú, chẳng hạn:

  • Ứng dụng laser trong thẩm mỹ
    Ứng dụng laser trong thẩm mỹ

    Da liễu: tẩy xóa các đốm sắc tố như nốt ruồi, tàn nhang, các bớt bẩm sinh…

  • Nhãn khoa: hàn gắn các tổn thương võng mạc, điều trị các tổn thương giác mạc, phẫu thuật điều trị các bệnh lý khác của mắt,…
  • Hệ thống tiêu hóa: tán sỏi ống mật chủ, hàn gắn các tổn thương mạch máu nội tạng như trong các trường hợp ung thư, viêm loét đường tiêu hóa,…
  • Sản phụ khoa: điều trị các tổn thương bệnh lý cổ tử cung…
  • Thần kinh: điều trị các tổn thương dạng u, …

Khi sử dụng laser để điều trị thì yếu tố quyết định hiệu quả phụ thuộc vào các tham số như:

  • Liều chiếu
  • Công suất
  • Độ hội tụ (mật độ công suất)
  • Thời gian chiếu
  • Số lần chiếu
  • Khoảng cách giữa các lần chiếu

Laser hữu ích trong nghiên cứu vũ trụ

Sử dụng tia laser trong nghiên cứu vũ trụ theo các hướng áp dụng như:

  • Đo những khoảng cách cực lớn trong ngành thiên văn.
  • Xác định vị trí của các vật thể trong vũ trụ.
  • Theo dõi, điều khiển và liên lạc với các tàu vũ trụ.

Ví dụ: thông qua đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng (khoảng 385000 km) người ta xác định được rằng mỗi năm Mặt Trăng rời xa Trái Đất 3,8 cm (tính trung bình).

Ứng dụng laser nguyên cứu vũ trụ
Ứng dụng laser nguyên cứu vũ trụ

Laser hữu ích trong công nghệ vũ khí

Một chùm tia laser năng lượng cao khi chiếu vào vật thể kim loại, trong nháy mắt sẽ làm cho kim loại nóng chảy, bốc hơi, thậm chí biến thành ion. Tác dụng đó gọi là “hiệu ứng lan chảy nhiệt”. Vũ khí laser phá hoại mục tiêu chủ yếu nhờ vào hiệu ứng đó. Các chùm laser mạnh có thể hạ gục cả tên lửa trước khi tên lửa bay đến mục tiêu (chiến lược phòng thủ).

Ứng dụng laser chế tạo vũ khí
Ứng dụng laser chế tạo vũ khí

Chùm tia laser gây tác dụng lan chảy càng lớn hơn đối với cơ thể sống, thậm chí gây tử vong. Cho nên tia laser từng được mệnh danh là tia chết chóc.

Ứng dụng laser trong chiến tranh
Ứng dụng laser trong chiến tranh

Chùm tia laser còn có thể gây mù mắt hoặc tạm thời không nhìn thấy gì. Đó là vì khi bị chùm laser chiếu vào mắt, thuỷ tinh thể giống như một thấu kính hội tụ làm cho chùm tia hội tụ lên tiêu điểm trên võng mạc, làm cháy bỏng võng mạc và có thể dẫn đến mù mắt. Ví dụ: laser He-Ne công suất 1mW chưa hội tụ đã có độ sáng bằng độ sáng của Mặt Trời vào ngày nắng (0,1W/cm2 ). Hoặc laser Ar công suất 1W, chưa hội tụ đã có thể làm cháy một lỗ trên áo.

Laser ứng dụng trong công nghệ lưu trữ thông tin

LASER bán dẫn được sử dụng trong việc đọc đĩa Compact:

  • Trong đĩa Compact thông tin được mã hóa dưới dạng mã nhị phân, ghi lên một đĩa với các tín hiệu là các hốc và rãnh.
  • Người ta dùng một LASER bán dẫn loại (AlGa)As có bước sóng 0.83 μm chiếu lên các hốc và rãnh này, khi đĩa quay tia phản xạ trên mặt các hốc của đĩa này được truyền qua một hệ quang học và thu qua một photodiode.
  • Đĩa Compact với ưu điểm lưu được một lượng thông tin chất lượng tuyệt hảo, sử dụng bền, ngoài ra có thể tìm thông tin ở bất kỳ ở một vị trí nào trên đĩa một cách dễ dàng. Vì vậy ngày nay đĩa Compact được sử dụng rộng rãi.
  • Ứng dụng laser trong chế tạo đĩa
    Ứng dụng laser trong chế tạo đĩa

    Máy đọc mã vạch bằng laser Các máy quét mã vạch dùng tia sáng laser cho ra tia sáng rất mãnh cắt ngang bề mặt mã vạch.  Ưu điểm của các máy quét dùng tia laser là quét rất nhạy, chính xác, có thể quét mã vạch trên bề mặt cong và có khả năng quét tầm xa.

Máy in, photocopy dùng laser: Tạo ra tia laser có cường độ phát xạ thay đổi theo cấp độ xám của từng điểm ảnh (pixel). – Bắn tia laser trải đều trên suốt chiều dài của trống (theo từng dòng ảnh) – Như vậy, cường độ của tia laser là liên tục thay đổi (lúc yếu/lúc mạnh) phụ thuộc vào điện áp từng điểm ảnh.

Các ứng dụng của laser

Vai trò laser

Laser ứng dụng như thế nàoThế là chúng ta đã điểm qua các tính chất và ứng dụng của laser đã và đang sử dụng trong đời sống nói chung và công cuộc thẩm mỹ – y khoa công nghệ laser nói riêng. Từ đó quý bạn đọc có thể tối ưu hóa các tác dụng của laser khi sử dụng đến chúng, hiểu các tính chất về chúng và dễ dàng đưa ra những đánh giá chuẩn chất lượng khi chọn lựa laser sử dụng. Nếu quý bạn còn có chủ đề nào cần được giải thích thêm hoặc đóng góp bổ sung nội dung bài viết trê. Vui lòng để lại comment hoặc trao đổi qua các mục chat, thông tin liên hệ từ thiết bị thẩm mỹ OSAKA.

Bài hay đừng ngại bấm
và bấm Chia sẻ bên dưới nhé.

Chia sẻ bài viết lên :