Lasery szybko znalazły praktyczne zastosowanie w wielu dziedzinach, a dzięki rozwojowi technologii CNC czyli komputerowego sterowania procesów produkcyjnych wręcz zrewolucjonizowały niektóre procesy wytwórcze. Szczególne miejsce lasery znalazły w następujących dziedzinach:
- przemysł,
- medycyna,
- technologii wojskowa,
- telekomunikacja.
Zastosowanie laserów w przemyśle
Przemysł bardzo wdzięcznie docenił osiągnięcia techniki laserowej a zastosowanie technologii CNC (pol. komputerowe sterowanie urządzeń numerycznych) otworzyły drogę do budowy nowych maszyn i urządzeń, które zrewolucjonizowały proces wytwarzania. Wymieniając branże które szczególnie wykorzystały laser należy wymienić:
poligrafię:
- Computer-to-Film CtF czyli w naświetlarkach filmów poligraficznych,
- Computer-to-Plate CtP w naświetlarkach offsetowych form drukowych,
- Computer-to-Press CtPress czyli w naświetlarkach zintegrowanych z maszyną drukarską,
- Computer-to-Print CtPrint czyli w jednym z typów druku cyfrowego, tj. w technologii analogicznej do używanych w cyfrowych kserokopiarkach.
znakowanie produktów
Używa się ich przy liniach produkcyjnych posiadających bardzo wysokiej wydajności oraz gdy chcemy uzyskać trwały i estetyczny nadruk. Podstawowym założeniem stosowania lasera do znakowania jest jego trwałość oraz nieusuwalność znaku. Aby zniszczyć np. datę przydatności do produkcji na towarze spożywczym wykonaną laserem, należałoby zniszczyć także opakowanie lub usunąć etykietę.
cięcie materiałów w tym metali
Cięcie różnych materiałów takich jak laminat, pleksi, sklejka oraz metale stanowi nowoczesną metodę obróbki, która cechuje się łatwą do osiągnięcia powtarzalnością dowolnego kształtu.
grawerowanie laserowe
Wiązką lasera można także grawerować metale, drewno, pleksi, laminaty co znalazło szerokie zastosowanie przy produkcji tabliczek znamionowych oraz rozmaitych rodzajów oznaczeń.
drążenie laserowe
Za pomocą lasera można drążyć bardzo małe otwory w bardzo twardych materiałach np. w diamencie, a także w bardzo kruchych np. w ceramice. Otwory są wykonywane z dużą prędkością i mają powtarzalny kształt. Wiązka laserowa topi metal, tworzy się jeziorko płynnego metalu, a strumień gazu częściowo spala i usuwa stopiony metal z obszaru oddziaływania wiązki laserowej.
laserowe spawanie
Spawanie laserowe polega na łączeniu detali przez stopienie obszarów ich styku przy pomocy skoncentrowanej wiązki lasera. Duża gęstość mocy wiązki laserowej gwarantuje, że energia spawania jest na poziomie minimalnym potrzebnym do stopienia złącza. Strefy wpływu ciepła i stopienia są bardzo wąskie. Odkształcenie materiału jest bardzo małe, a po procesie spawania nie trzeba wykonywać dodatkowej obróbki mechanicznej.
Zastosowanie laserów w technologii wojskowej
Laser ma bardzo szerokie zastosowanie w technologii wojskowej a niektóre rozwiązania można następnie wykorzystać w technologii cywilnej. Wymieniając przykładowe zastosowania laserów należy wymienić:
dalmierze laserowe
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.
systemy naprowadzające
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.
broń laserowa
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.
mierniki
Mierniki laserowe wykorzystuje się głównie w lotnictwie, są to pomiary:
- wysokości (altimetry),
- składowych szybkości gazu (aneometry),
- przyspieszenia,
- szybkości lotu.
Zastosowanie laserów w medycynie
Medycyna dość szybko zainteresowała się wykorzystaniem laserów do celów leczniczych. Funkcjonalny laser rubinowy w zakresie medycyny stosowany był już w drugiej połowie lat 60. Pierwszym dermatologiem, który badał działanie lasera w medycynie był Leo Goldman.
Obecnie obszar zastosowań laserów to:
- diagnostyka (lasery diagnostyczne),
- terapia schorzeń (lasery stymulacyjne i chirurgiczne),
- oświetlanie pola operacji.
W zakresie terapii schorzeń wykorzystuje się go w następujące sposoby:
- cięcia,
- koagulacji,
- odparowania (fotoablacji oraz ablacji stymulowanej plazmą),
- obróbki mechanicznej (rozrywania, fragmentacji czy kawitacji).
Lasery w okulistyce wykorzystywane są m.in. do przyklejenia siatkówki do dna oka, która może się odkleić na skutek uderzenia w tył głowy. Obie tkanki są punktowo łączone za pomocą koagulacji. Wiązkę lasera nakierowuje się na miejsce, gdzie ma być wytworzony punkt koagulacji. Impuls świetlny skleja w tym miejscu odwarstwioną siatkówkę. Koagulator laserowy stosuje się także do leczenia zmian naczyniowych i krwotoków do wnętrza gałki ocznej. Laser stosuje się także do przecinania cyst powiek i spojówek, naczyń wrastających w spojówkę, zrostów tęczówkowo – rogówkowych. Stosuje się go przy korekcji wad refrakcji (krótkowzroczność, dalekowzroczność, astygmatyzm) oraz zabiegów przeciwjaskrowych i przeciwzaćmowych.
W dermatologii laserów używa się do usuwania niektórych nowotworów i naczyniaków powstałych np. po odmrożeniach. W leczeniu nowotworów wykorzystuje się lasery o dużej gęstości mocy i małych rozmiarach wiązki laserowej. Wiązką można zniszczyć chore komórki nie naruszając zdrowych. Skalpel laserowy pomocny jest przy leczeniu oparzeń. Przy jego pomocy można zdejmować naskórek lub warstwę spalonej skóry i odsłonić zdrową aby mogła się zagoić. Laser pomocny jest też przy usuwaniu tatuaży i włosów, rozjaśnianiu skóry, przywracaniu jej gładkości i sprężystości
Zastosowanie lasera w telekomunikacji
Laser doskonale wpisał się w erę rewolucji cyfrowej. Dzięki wykorzystaniu lasera możliwe jest m.in. zapisywanie danych na płytach DVD, przesyłanie danych światłowodami. Technologia laserowa pchnęła telekomunikację na nowe tory, prze co przepływ informacji w dzisiejszym świecie nabrał nowego wymiaru. Technologię laserową wykorzystuje się w telekomunikacji głównie w 2 obszarach:
- pracy nadajników laserowych do transmisji światłowodowej,
- odczycie i zapisie informacji na płytach kompaktowych.