Применение лазеров в космической отрасли и медицине
Разработки инновационных способов передачи данных в космосе с помощью лазера. Применение импульсных лазерных локаторов в космонавтике и в авиации. Возможности применения в клинической практике гелий-неоновых лазеров. Использование лазеров в хирургии.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.02.2017 |
| Размер файла | 14,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Применение лазеров в космической отрасли
лазер космос медицина
Учеными ведутся разработки инновационных способов передачи данных в космосе с помощью лазера.
Первым шагом в этой программе NASA станет запуск проекта LCRD, намеченного на 2017 год. Главной задачей этой миссии является проверка и демонстрация возможностей новой технологии с увеличенной в 6 раз скоростью передачи данных.
В космонавтике и в авиации сегодня применяются импульсные лазерные локаторы (рис. 2) для определения расстояния до цели.
Лазерные высотомеры (рис. 3) применялись в космическом корабле “Аполлон” для фотографирования поверхности Луны, на Межпланетном зонде «Messenger» для высокоточной топографической съёмки поверхности Меркурия.
Энергетическая проблема для космонавтики не менее важная. Одно из решений использование управляемого термоядерного синтеза. Но существует ряд технологических проблем, не позволяющих довести работы до практического использования. Одна из таких проблем - удержание нагретой плазмы в ядерном реакторе. Один из способов решить эту проблему может заключаться в использовании лазеров.
Не далеко то время, когда человечество начнет отрываться от Земли и летать на другие планеты. При этом многие технологии, сейчас используемые в областях, далеких от космонавтики, космонавтам придется взять с собой. В том числе и лазерные: лазерный скальпель, лазерные резка и сварка, голография и т. д.
Конструктор космических систем академик РАН Борис Черток не исключает, что в перспективе в космосе могут появиться поражающее лазерное и высокочастотное космическое оружие.
Медицина
В 1960-х годах были выполнены первые исследования в отношении использования лазеров в медицине. Они проходили в клиниках ММА им. И. М. Сеченова, ЦИТО, ЦНИИ курортологии и физиотерапии, разработчиком первых в СССР лазерных медицинских установок было Научно-производственное предприятие «Исток» (Фрязино, Московская область). Изучались возможности применения в клинической практике гелий-неоновых лазеров с длиной волны 0,63 мкм. Была доказана целесообразность применения гелий-неоновых лазеров в лечебных целях и в 1972 году было получено разрешение Минздрава СССР на применение излучения гелий-неонового лазера малой мощности в терапии[8].
Работы по применению лазеров в хирургии в СССР начались в 1965 году в МНИОИ им. П. А. Герцена (рук. работ профессор С. Д. Плетнёв) совместно с НПП «Исток» (рук. работ академик АН СССР Н. Д. Девятков и В. П. Беляев). Использовался высокоэнергетические С02 лазеры с длиной волны 10,6 мкм. По результатам этих работ в НПП «Исток» было создано несколько модификаций лазерных хирургических установок, которые были переданы в клиники и использовались при проведении хирургических операций[8].
С появлением промышленных лазеров наступила новая эра в хирургии. При этом пригодился опыт специалистов по лазерной обработке металла. Приваривание лазером отслоившейся сетчатки глаза -- это точечная контактная сварка; лазерный скальпель -- автогенная резка; сваривание костей -- стыковая сварка плавлением; соединение мышечной ткани -- тоже контактная сварка.
Для того чтобы лазерное излучение оказало какое-либо действие, надо, чтобы ткань его поглощала. Самый популярный лазер в хирургии -- углекислотный. Другие лазеры монохроматичны, то есть нагревают, разрушают или сваривают только некоторые биологические ткани с вполне определенной окраской. Например, луч аргонового лазера свободно проходит через матовое стекловидное тело и отдает свою энергию сетчатке, цвет которой близок к красному.
Углекислотный лазер пригоден в большинстве случаев, например когда нужно рассечь или приварить друг к другу ткани разного цвета. Однако при этом возникает другая проблема. Ткани насыщены кровью и лимфой, содержат много воды, а излучение лазера в воде теряет энергию. Увеличить энергию лазерного луча можно, но это может привести к прожигу тканей. Создателям хирургических лазеров приходится прибегать к всевозможным уловкам, что сильно удорожает аппаратуру.
Специалистам по сварке металлов давно известно, что при резке пакета тонких металлических листов необходимо, чтобы они плотно прилегали друг к другу, а при точечной контактной сварке для тесного контакта свариваемых деталей необходимо дополнительное давление.
Этот метод был использован и в хирургии: профессор О. К. Скобелкин и его соавторы предложили при сварке тканей слегка их сдавливать, чтобы вытеснить кровь. Для осуществления нового способа был создан целый набор инструментов, который применяется сегодня в желудочно-кишечной хирургии, при операциях на желчных путях, селезенке, печени, лёгких.
· Косметическая хирургия (удаление татуажа и пр.);
· Коррекция зрения;
· Хирургия (Гинекология, урология, лапароскопия);
· Стоматология
· Диагностика заболеваний
· Удаление опухолей, особенно мозга и спинного мозга
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
История создания лазера. Принцип работы лазера. Некоторые уникальные свойства лазерного излучения. Применение лазеров в различных технологических процессах. Применение лазеров в ювелирной отрасли, в компьютерной технике. Мощность лазерных пучков.
реферат [610,1 K], добавлен 17.12.2014Основа принципа работы лазеров. Классификация лазеров и их основные характеристики. Использование лазера при маркировке товаров. Способ возбуждения активного вещества. Расходимость лазерного луча. Диапазон длины волн. Области применения лазера.
творческая работа [17,5 K], добавлен 24.02.2015История создания квантовых усилителей и генераторов электромагнитных волн. Роль лазера в современной науке, технике, медицине, индустрии развлечений. Создание шоу-программ с помощью лазерных проекторов; их виды. Параметры и принципы работы оборудования.
реферат [23,9 K], добавлен 28.11.2013Конструктивные особенности оптических резонаторов для твердотельных лазеров. Перспективы эффективного применения градиентных лазеров. Математические модели, демонстрирующие характер распределения мощности электромагнитного поля в лазерных кристаллах.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 16.07.2013Создание оптического квантового генератора или лазера - великое открытие физики. Принцип работы лазеров. Вынужденное и спонтанное излучение. Газовый, полупроводниковый непрерывного действия, газодинамический, рубиновый лазер. Сферы применения лазеров.
презентация [4,4 M], добавлен 13.09.2016Ознакомление с историей создания генераторов электромагнитного излучения. Описание электрической схемы и изучение принципов работы полупроводникового лазера. Рассмотрение способов применения лазера для воздействия на вещество и для передачи информации.
курсовая работа [708,7 K], добавлен 08.05.2014Характеристики полупроводниковых материалов и источников излучения. Соединение источника с волокном. Конструкции одномодовых лазеров, особенности РБО-лазеров. Расчет параметров многомодового лазера с резонатором Фабри-Перо. Светоизлучающие диоды (СИД).
реферат [561,8 K], добавлен 11.06.2011Применение излучения эксимерных лазеров. Классификация молекул рабочего вещества. Процесс получения генерации. Охлаждение, вентиляция и очистка рабочего газа. Накачка электронным пучком или электрическим разрядом. Коммерческие модели эксимерных лазеров.
учебное пособие [555,6 K], добавлен 27.11.2009Лазер - квантовый генератор, излучающий в диапазоне видимого и инфракрасного излучения. Схема устройства лазера и принцип его действия. Временные режимы работы прибора, частота поступления энергии. Применение лазеров в различных отраслях науки и техники.
реферат [439,5 K], добавлен 28.02.2011Теория атомно-абсорбционных измерений: излучение и поглощения света, понятие линии поглощения и коэффициента поглощения, контур линии поглощения. Принцип работы лазера. Описание работы гелий-неонового лазера. Лазеры на органических красителях.
реферат [392,9 K], добавлен 03.10.2007Понятие, классификация лазеров по признакам, характеристика основных параметров, их преимущества. Причины конструкции лазеров с внешним расположением зеркал. Описание физических процессов в газовых разрядах, способствующих созданию активной среды.
реферат [594,8 K], добавлен 13.01.2011Способы создания активной среды электроразрядных эксимерных лазеров. Системы прокачки рабочей смеси. Реакции на галогенидах газов. Характеристики электроразрядного XeCl лазера. Формирование излучения с узкой спектральной линии в селективном резонаторе.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 10.05.2014Характеристика лазеров — приборов, создающих интенсивный пучок света. Создание Теодором Мейманом первого аналогичного прибора, работающего в оптическом диапазоне. Принципы работы газового лазера. Главное преимущество лазерной работы с металлами.
презентация [1,4 M], добавлен 01.04.2015Тлеющий газовый разряд как один из видов стационарного самостоятельного электрического разряда в газах. Применение его как источника света в неоновых лампах, газосветных трубках и плазменных экранах. Создание квантовых источника света, газовых лазеров.
презентация [437,2 K], добавлен 13.01.2015Механизм возникновения инверсной населенности. Особенности генерации в химических лазерах, способы получения исходных компонентов. Активная среда лазеров на центрах окраски, типы используемых кристаллов. Основные характеристики полупроводниковых лазеров.
презентация [65,5 K], добавлен 19.02.2014Устройство и назначение простейшего твердотельного лазера; их изготовление из рубинов, молибдатов, гранатов. Ознакомление с оптическими свойствами кристаллов и особенностями генерации света. Определение энергетических характеристик импульсного лазера.
реферат [1,5 M], добавлен 12.10.2011Изучение история открытия, назначения и механизмов работы лазеров - источников когерентного оптического излучения, принцип действия которых основан на использовании явления индуцированного излучения. Лазеры в технологии, в авиации, в медицине и науке.
реферат [121,0 K], добавлен 20.12.2010Основные элементы конструкции волоконных лазеров. Фотонно-кристалические активированные волокна. Энергетические уровни ионов иттербия в кварцевом стекле. Влияние нагрева на спектры поглощения и люминесценции, на эффективность генерации волоконных лазеров.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 09.10.2013Понятие и назначение лазера, принцип его работы и структурные компоненты. Типы лазеров и их характеристика. Методика и основные этапы измерения длины волны излучения лазера, и порядок сравнения спектров его индуцированного и спонтанного излучений.
лабораторная работа [117,4 K], добавлен 26.10.2009Принцип действия и разновидности лазеров. Основные свойства лазерного луча. Способы повышения мощности лазерного излучения. Изучение особенностей оптически квантовых генераторов и их излучения, которые нашли применение во многих отраслях промышленности.
курсовая работа [54,7 K], добавлен 20.12.2010
