Tia laser là gì? Có những ứng dụng gì trong y học, đời sống?
Đồng Bảo HuynhTia laser là phát minh lớn trong thế kỷ 20 với nhiều ứng dụng quan trọng trong y học và đời sống. Tia laser là gì, tia laze được dùng để làm gì, các loại tia laser và ứng dụng của laze như thế nào? Tia laser có hại cho sức khỏe không? Hãy cùng META tìm hiểu đầy đủ về tia laser trong bài viết dưới đây nhé!
Mục lục bài viết
Tia laser là gì?
Tia laser (tia laze) là một loại tia sáng nhân tạo, có cường độ sáng cao, có tính định hướng, được tạo ra nhờ sự khuếch đại ánh sáng (khuếch đại quang học) bởi thiết bị laser. Laser viết tắt của cụm Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.
Cấu tạo của tia laser
Thiết bị phát laser (còn gọi là đèn laser) có 3 bộ phận:
Môi trường hoạt chất: Là môi trường, là nơi các hoạt chất có các dòng electron bị đảo ngược chuyển động nhờ một nguồn bơm (nguồn năng lượng bên ngoài) kích thích.
Bình thường, các electron trong 1 nguyên tử tồn tại rời rạc, có 1 mức năng lượng nhất định và năng lượng này giúp electron chuyển động với các quỹ đạo riêng. Khi có một sự tác động nào đó, các năng lượng này có sự biến đổi từ thấp lên cao hoặc từ cao xuống thấp. Đó chính là sự đảo ngược chuyển động của các electron. Các sự biến chuyển trạng thái năng lượng này có thể sinh ra hoặc hấp thụ photon (là hạt cấu tạo của ánh sáng).
Ánh sáng, điện (là nguồn năng lượng bên ngoài): là nguồn cung cấp năng lượng và có nguồn năng lượng đủ lớn để tạo ra sự đảo ngược chuyển động trên.
Buồng cộng hưởng quang: 2 đầu buồng có chứa 2 gương song song với nhau là gương phản xạ (phản chiếu toàn phần) và gương bán phản xạ (phản chiếu một phần). Buồng này là nơi các hạt photon chuyển động nhiều hướng, va chạm nhiều lần với các nguyên tử khác, tạo ra thêm nhiều các hạt photon khác. Các photon sinh ra càng nhiều với tốc độ cao, chuyển động cùng hướng, tạo thành phản ứng khuếch đại ánh sáng. Cuối cùng tạo thành chùm tia laser (tia đi ra ngoài một đầu buồng nhờ gương bán mạ).
Đặc điểm của tia laser
Tia laze có 3 tính chất đặc trưng như sau:
- Độ định hướng cao: Nghĩa là phát ra ánh sáng theo 1 hướng mà không tỏa ra nhiều hướng như tia sáng thông thường. Tia laser có thể chiếu rất xa mà không bị phân tán ánh sáng.
- Có tính kết hợp (đồng nhất): Sóng ánh sáng của tia laze có 1 bước sóng, các photon dao động cùng pha nên có thể kết hợp với nhau (khác với nguồn sáng thông thường có nhiều bước sóng, các photon dao động lệch pha). Khả năng đồng bộ photon giúp tia laser tập trung năng lượng rất lớn tại một điểm.
- Tính đơn sắc rất cao: Sóng ánh sáng của tia laze chỉ có 1 bước sóng do các photon có cùng tần số, năng lượng, dao động cùng pha. Tính đơn sắc cao giúp chùm tia laze không bị tán xạ (khi đi qua các môi trường khác nhau có chiết xuất khác nhau).
Các loại laze
Các loại tia laser được phân loại dựa vào môi trường hoạt chất gồm các loại sau:
- Laser rắn: Là loại laze dùng môi trường là các chất rắn để tạo tia laser, ví dụ thủy tinh, hồng ngọc. Laze ruby là loại laser rắn có ứng dụng cao và được sử dụng phổ biến hiện nay.
- Laser khí: Là loại dùng môi trường chất khí để tạo tia laser. Đặc điểm của laze khí là ánh sáng mạnh, độ kết dính cao, ví dụ laser He-ne.
- Laser lỏng: Là loại laze sử dụng môi trường là chất lỏng để tạo ra tia laser. Laze màu (laser thuốc nhuộm) là loại laze lỏng phổ biến nhất, sử dụng thuốc nhuộm hữu cơ làm môi trường hoạt chất.
- Laser bán dẫn: Là loại laser sử dụng nguồn điện làm môi trường hoạt chất. Đây cũng là loại laser được sử dụng phổ biến hiện nay, xuất hiện trên nhiều thiết bị như máy in laze, máy đọc đĩa compact…
Ứng dụng của tia laser trong đời sống
Những công dụng của laser giúp chúng có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống, đặc biệt là trong lĩnh vực y học, quân sự, thẩm mỹ, đo đạc.
Ứng dụng của laser trong y học
Thể hiện qua việc tia laser được sử dụng làm dao mổ khi phẫu thuật. Ưu điểm khi mổ bằng tia laze là diện tích tiếp xúc rất nhỏ, dễ điều khiển vết mổ và có thể kiểm soát độ sâu dễ dàng hơn dao mổ thông thường. Một số ứng dụng của laze trong y học như sau:
- Khâu vết mổ sau phẫu thuật.
- Chữa một số bệnh về võng mạc bằng đèn laser, mổ mắt cận thị bằng tia laze.
- Điều trị 1 số bệnh bằng tia laser như bệnh liên quan đến phổi, gan, điều trị sỏi thận, điều trị bệnh thoát vị đĩa đệm.
- Chẩn đoán ung thư, điều trị 1 số bệnh ung thư nhờ đèn laser công suất cao.
- Nghiên cứu cấu trúc tế bào, cấu trúc vi sinh vật nhờ máy đo laze.
Công dụng của tia laser trong làm đẹp, thẩm mỹ
Tia laser giúp điều trị một số tổn thương về da liên quan đến sắc tố (đốt mụn ruồi, đồi mồi, tàn nhang), tái tạo cấu trúc da căng khỏe, giảm nếp nhăn, giúp da săn chắc hơn nhờ tăng sinh collagen. Tia laser còn được dùng để tẩy xóa các hình xăm trên da.
Ứng dụng của tia laser trong quân sự
- Làm đèn chiếu sáng bí mật, soi rõ vật thể trong đêm nhờ máy bắn tia laser.
- Xác định khoảng cách giữa 2 đối tượng (vật thể) một cách chính xác nhờ máy đo khoảng cách bằng laser. Điều này giúp nâng cao khả năng trúng đích khi tấn công (ví dụ như ném bom).
- Nhận biết các vật thể đang chuyển động nhờ khả năng cảm biến của con quay hồi chuyển laze.
- Có thể phá hỏng tên lửa, bắn hạ tên lửa đạn đạo nhờ những chùm tia laser cực mạnh.
- Có thể bảo vệ 1 khu vực nhờ thiết lập một hàng rào bảo vệ vô hình.
Ứng dụng của tia laser trong khoa học và công nghệ
- Phát hiện các vụ nổ dưới nước (vụ nổ hạt nhân), các vụ động đất.
- Đo mức độ ô nhiễm của bầu khí quyển.
- Tạo ra các hình ảnh ba chiều trong không gian.
- Nghiên cứu sự chuyển động của các hạt, đếm số nguyên tử.
Ứng dụng của tia laze trong các ngành khác
- Có thể cắt, đốt nóng chảy nhiều loại chất liệu nhờ phương pháp gia công bằng tia laser. Sử dụng để cắt, hàn, khoan các loại vật liệu, gia công các chi tiết rất nhỏ, chạm khắc logo trên các vật liệu cứng. Súng laser được sử dụng để cắt tỉa các thành phần trong bảng mạch IC.
- Quét mã vạch trên các sản phẩm, giúp thu thập thông tin về sản phẩm.
- Ứng dụng cao trong ngành đo lường, xây dựng, nhờ khả năng đo đạc, tính toán khoảng cách, kích thước, tạo hình ảnh 3D của vật thể bằng các máy đo khoảng cách laze, máy cân mực laze...
Tia laser có hại cho sức khỏe không?
Tác hại của tia laser đối với mắt hay da là có thể thấy rõ. Tia laser tập trung một nguồn năng lượng lớn vào một điểm duy nhất (do các tính chất của tia laze như trên). Do đó, nó có thể đốt cháy tế bào mắt rất nhanh, làm hỏng mắt. Tương tự, tia laser có thể làm bỏng da.
Vì vậy, việc ứng dụng tia laser đều phải được trải qua quy trình nghiên cứu, thẩm định cẩn thận chi tiết, điều chỉnh sao cho phù hợp với từng mục đích, từng thiết bị để không làm ảnh hưởng đến sức khỏe. Bạn không được chiếu thẳng tia laser vào mắt và đặc biệt lưu ý không cho trẻ em chơi các đồ chơi có tia laser. Người lớn khi sử dụng các vật dụng như đèn pin chiếu sáng, đồ chơi có tia laser, bút laze để thuyết trình cũng cần thận trọng hơn.
Trên đây là những thông tin về tia laser mà bạn cần biết, hy vọng bạn đã có những kiến thức hữu ích và có thêm sự cẩn trọng khi dùng các thiết bị laser nhé!
Nếu bạn đọc có nhu cầu sử dụng các sản phẩm ứng dụng công nghệ tia laser như máy đo khoảng cách, máy cân mực laser, các sản phẩm chăm sóc da chính hãng thì hãy liên hệ ngay với META.vn chúng tôi để được tư vấn, hỗ trợ chi tiết nhé. META cam kết Hàng chính hãng, Uy tín lâu năm, Dịch vụ Giao hàng & Bảo hành trên toàn quốc.
