Treść zadania

Najlepsze rozwiązanie

• 

  0 0

  Dyta 6.5.2010 (20:04)

  Początkowo lasery zamierzano wykorzystać w celach wojskowych jak podają różne źródła (niepotwierdzone)pierwsze wykorzystanie laserów na polu walki miało miejsce już pod koniec lat 60 ubiegłego wieku. Laser został pomyślnie wykorzystany w konflikcie granicznym ZSSR z Chinami. W miarę wzrostu zapotrzebowania na nowe technologie lasery znajdują zastosowanie w każdej gałęzi przemysłu i usług. Najbardziej popularne jest wykorzystanie ich w przemyśle.
  
  1) Zastosowanie laserów w przemyśle
  a)Laserowe cięcie ma obecnie bardzo duże zastosowanie w przemyśle.Jest to jedna z metod termicznego oddzielania materiału. Rozdzielanie materiału może następować w trzech rodzajach, poprzez: sublimację, topienie, wypalanie. Najczęściej stosowana jest kombinacja trzech rodzajów do oddzielania materiału.Cechą ciecia laserowego jest punktowe wprowadzenie energii i wysokoenergetyczny strumień tnący. Celem cięcia laserowego jest wytwarzanie elementów, które bez dodatkowej obróbki nadaja sie do dalszej przeróbki. Warunkiem uzyskania dobrej jakości cięcia i wysokiego stopnia utrzymywania wymiarów ciętych elementów konstrukcyjnych jest dokładnie prowadzony strumień tnący w połączeniu z najwyższej jakości maszyną do cięcia o dużej odporności na drgania i o dobrej własności powtarzania. Lasery są obecnie szeroko stosowane zarówno do cięcia materiałów metalowych jak i niemetali. Są wykorzystywane w procesie cięcia stali niestopowych i wysokostopowych, aluminium, tytanu, tworzyw sztucznych, drewna i ceramiki.
  b) Spawanie laserowe polega na stapianiu obszaru styku łączonych przedmiotów ciepłem otrzymanym w wyniku doprowadzenia do tego obszaru skoncentrowanej wiązki światła koherentnego, o bardzo dużej gęstości mocy, ok. l02 do 1011 W/mm2 . Spawanie odbywać się może techniką z jeziorkiem spoiny, jak w klasycznym spawaniu łukowym, lub techniką z pełnym przetopieniem złącza, w jednym przejściu lub wielowarstwowo, bez lub z materiałem dodatkowym, czyli techniką z oczkiem spoiny. Bardzo duże gęstości mocy wiązki laserowej zapewniają, że energie liniowe spawania są na poziomie minimalnych energii wymaganych do stopienia złącza, a strefa wpływu ciepła i strefa stopienia są bardzo wąskie. Jednocześnie odkształcenie złączy jest tak małe, że spawane przedmioty mogą być wykonywane na gotowo, a po spawaniu nie jest wymagana dodatkowa obróbka mechaniczna. Wyróżnia się lasery małej mocy, które są wykorzystywane w elektronice do spawania punktowego oraz lasery dużej mocy (powyżej 1,5 kW) pozwalające spawać z oczkiem. W przypadku spawania laserem nie jest potrzebna próżnia, ponieważ wiązka bez przeszkód przenika przez powietrze. Przez to spoina jest narażona na zanieczyszczenia i wymagane jest stosowanie gazów ochronnych. Do spawania używane są zarówno lasery CO2 jak i Nd:YAG.
  c) W systemach przeznaczonych do znakowania materiałów używa się obecnie ok. 90% laserów Nd:YAG, gdzie wzbudzanie następuje poprzez diody lub lampy. Wydajny komputer PC steruje pracą całego sytemu oraz umożliwia sporządzanie i przygotowywanie grafiki, która ma zostać naniesiona na opisywany materiał. Prędkość znakowania sięga nawet do kliku metrów na sekundę. Typowy przedział mocy wyjściowej to 3 - 150 W.
  Lasery Nd:YAG są najczęściej stosowane do znakowania prawie wszystkich metali, tworzyw sztucznych, ceramiki, materiałów emaliowanych. W aplikacjach służących do grawerowania szkła, drewna, skóry stosuje się lasery CO2 o mocach od 10 do 50 W, lecz ich udział w przemyśle jest bardzo mały.
  Znakowanie laserowe polega na na noszeniu na powierzchnię przedmiotów znaków przy pomocy wiązki promieniowania laserowego. Promieniowanie to powoduje usunięcie cienkiej warstwy materiału, bądź zmiany termofizyczne lub termochemiczne wywołujące zmianę zabarwienia. Powierzchnia materiału bywa specjalnie pokrywana warstwą np. farby lub tlenku celem zwiększenia kontrastowości oznakowania.
  d) obróbka powierzchniowa: hartowanie, stapianie warstwy powierzchniowej ,wzbogacanie warstwy przypowierzchniowej w składniki stopowe, nakładanie warstwy przypowierzchniowej (natapianie).
  
  2.Zastosowanie laserów w medycynie
  W medycynie stosuje się lasery:
  -wysokoenergetyczne,
  -niskoenergetyczne.
  
  Lasery wysokoenergetyczne służą do destrukcji bądź usuwania tkanek. Mają średnią lub dużą moc, bądź są to lasery impulsowe.
  W okulistyce lasery są wykorzystywane do przecinania cyst powiek lub spojówek, przecinania naczyń wrastających w rogówkę, perforacji cyst tęczówki, przecinania zrostów tęczówkowo - rogówkowych, do zabiegów przeciwjaskrowych i przeciwzaćmowych, do korekcji wad wzroku (astygmatyzmu, krótkowzroczności i dalekowzroczności) i do witreotomii. Szczególnym wskazaniem do laserowej korekcji wady refrakcji jest duża wada wzroku tylko w jednym oku. Najnowszą metodą korekcji wady refrakcji lub astygmatyzmu jest LASIK (Laser Assised In Situ Keratomileusis). Polega ona na użyciu lasera ekscimerowego, który działając z dokładnością do 0,25 mikrometra odparowuje nierówności w głębszych warstwach rogówki. Metoda ta koryguje wadę refrakcji w zakresie od +6 do -13 dioptrii.
  Dermatolodzy za pomocą laserów usuwają naczyniaki oraz niektóre nowotwory (np. raka podstawnokomórkowego).
  W laryngologii laserem leczy się nowotwory krtani oraz wykonuje rekonstrukcję kosteczek słuchowych.
  W pulmonologii lasery są stosowane do rekanalizacji dróg oddechowych, usuwania ciał obcych i źródeł krwawienia, fotokoagulacji receptorów kaszlu.
  W chirurgii lasery służą do udrażniania przełyku w chorobach nowotworowych, hamowania krwawienia z górnego odcinka przewodu pokarmowego, leczenia łagodnych nowotworów jelita grubego.
  W ginekologii lasery są stosowane w laparoskopii do uwalniania zrostów wewnątrzmacicznych i w miednicy, w leczeniu endometriozy, mięśniaków, łagodnych torbieli przydatków, wodniaków jajowodów.
  W urologii są stosowane do kruszenia złogów w moczowodach, leczenia łagodnego przerostu prostaty.
  W neurochirurgii są wykorzystywane do usuwania oponiaków, glejaków i nerwiaków.
  W chirurgii naczyniowej za pomocą laserów wykonywana jest przezskórna angioplastyka.
  Lasery niskoenergetyczne działają biostymulująco poprzez wpływ na metabolizm komórek.
  Jest to wykorzystywane w leczeniu ran, oparzeń, odleżyn oraz bólów stawowych.
  Lasery mogą zastępować skalpele w sali operacyjnej i ułatwiają bezpieczniejsze, szybsze i skuteczniejsze wykonywanie niektórych delikatnych zabiegów. Otwierają też drogę do bezbolesnych wizyt w gabinecie dentysty. W tradycyjnej chirurgii wszystkich cięć dokonuje się za pomocą skalpela. Ale cięcia wykonane skalpelem krwawią, a w niektórych częściach ciała operowanie skalpelem jest utrudnione. Teraz chirurdzy dostali do rąk nowe narzędzie - skalpel laserowy. Bardzo skupiona wiązka tnie tkankę. Światło lasera zostaje doprowadzone do zakończenia skalpela za pośrednictwem światłowodu. W wielu bardzo delikatnych operacjach, jak w chirurgii mózgu, skalpele laserowe są używane do wykonywania cięć subtelniejszych od włosa ludzkiego. Skalpele laserowe ograniczają także krwawienia pooperacyjne, ponieważ ciepło, jaki wydzielają, zgrzewa przecinane naczynia krwionośne. Przy leczeniu ciężkich oparzeń, lekarz najpierw musi usunąć warstwę spalonej skóry i odsłonić zdrową powierzchnię, aby pozostała część skóry mogła się zagoić. Za pomocą skalpela laserowego można szybko i stosunkowo mało boleśnie zdejmować naskórek. Skalpel laserowy może także służyć do usuwania tatuaży przez zdejmowanie bardzo cienkich warstw skóry. Natężenie wiązki laserowej skalpela może być dostosowane do potrzeb. Przy małej mocy służy do spajania rozerwanych tkanek lub krwawiących naczyń krwionośnych. Przy dużej mocy może przebijać lub unicestwiać tkanki. Wiązka dużej mocy jest użyteczna do oczyszczania zablokowanych arterii lub niszczenia chorych tkanek.
  
  3.W technologii wojskowej
  Laser ma potrójne zastosowanie militarne:
  -Dalmierze laserowe, stosowane do oceny odległości od celu, wchodzą w skład systemów kierowania ogniem lub systemów rozpoznawczych czołgów i niektórych innych pojazdów bojowych, samolotów i śmigłowców, mogą być także przenośne.
  -W systemach naprowadzających cel jest oświetlany wiązką laserową, promieniowanie odbite jest emitowane praktycznie we wszystkich kierunkach (z uwagi na rozpraszanie wiązki na powierzchni). Pocisk rakietowy, artyleryjski lub bomba kierowana, wyposażony w czujnik laserowy, określa źródło odbitej wiązki, i za pomocą układów elektronicznych naprowadza się na podświetlony cel.
  -Podobne zastosowanie ma laserowy wskaźnik celu, lecz w tym przypadku laser wskazuje cel, a operator broni (strzelec) samodzielnie naprowadza promień lasera na cel.
  -Systemy laserowe są zdolne do uwalniania skoncentrowanej energii w postaci wiązki świetlnej w bardzo krótkim przedziale czasu. Powoduje to, iż cała energia jest wyzwalana w bardzo krótkim czasie, co przy prędkości światła powoduje, iż praktycznie jest niemożliwe uniknięcie trafienia z takiej broni. Laser jako broń energetyczna jest najmniej rozpowszechniony - dopiero wprowadzany jedynie w USA na platformach powietrznych (Airborne Laser), aczkolwiek jest jednym z ulubionych tematów twórczości science-fiction. Lasery mniejszej mocy stosowane są też do niszczenia układów optycznych pojazdów. Prowadzone są prace nad laserami mogącymi krótkotrwale oślepiać żołnierzy. Używanie broni trwale oślepiającej jest zabronione przez IV protokół dodatkowy do Konwencji ONZ z 1980 roku
  

  Dodawanie komentarzy zablokowane - Zgłoś nadużycie