Применение лазеров в промышленности и медицине

Лазеры благодаря своим уникальным свойствам (высокая направленность луча, когерентность, монохроматичность) находят исключительно широкое применение в различных областях промышленности, науки, техники, связи, сельском хозяйстве, медицине, биологии и др. Расширение сферы их использования способствует увеличению контингента лиц, подвергающихся воздействию лазерного излучения, и выдвигает широкий круг задач по профилактике опасного и вредного действия этого нового фактора окружающей среды.

В геодезии широко используются различные типы лазерных светодальномеров, в которых применяют твердотельные, газовые и полупроводниковые лазеры.

Малое расхождение луча лазеров, возможность фокусировки и создания огромных плотностей энергии позволяют применять их в маркшейдерской практике, строительстве крупных инженерных сооружений, в машиностроении, вычислительной технике, электронике, приборостроении, медицине и т. д. Лазерный луч может использоваться для посадки самолетов.

Газовые гелийнеоновые и аргоновые лазеры, работающие в непрерывном режиме, используют в голографии (объемные изображения предметов), спектроскопии, нелинейной оптике и др.

В метеорологии при контроле загрязнения окружающей среды для увеличения чувствительности лазерных установок применяют лазеры с высокими параметрами излучения и длиной волны любого диапазона оптического излучения.

Важной областью применения лазеров являются биология и медицина, где нередко дозы облучения могут значительно превышать безопасные уровни, так как мощность излучения определяется медицинскими показаниями.

Лазеры используются во многих отраслях народного хозяйства с технологической целью. В лазерной технологии находят применение твердотельные на рубине и неодимовом стекле импульсные лазеры, генерирующие излучение на длине волны 0,69 и 1,06 мкм в режиме свободной генерации, и газовые лазеры импульсного и непрерывного действия на углекислом газе с длиной волны 10,6 мкм. Первой технологической операцией, выполненной с помощью лазера, было сверление («прожигание», «прошивка») отверстий в сверхтвердых материалах (алмазах). Эта операция получила широкое применение в производствах часовых рубиновых и технологических камней (шлифовка, сверление), алмазных фильер, деталей пресс-форм, форсунок и др.

Возможность концентрации лазерного излучения в пучок малого диаметра позволяет создавать очень высокие значения плотности энергии, необходимые для резания различных высокопрочных материалов - сталей, твердых сплавов, алмазов и др. Для процесса резания используются лазеры на углекислом газе непрерывного действия с выходной мощностью сотни, тысячи ватт и более.

Интенсивно развивается лазерная пайка, точечная и шовная сварка тончайших металлических изделий (светолучевая сварка), различных сочетаний (композиций), материалов и тугоплавких металлов: медь - алюминий, германий - золото, никель - тантал и т. д. Лазером сваривают катоды в радиолампах без нарушения вакуума и строения свариваемых материалов. Для сварки и пайки используются лазеры на рубине, неодимовом стекле, алюмоитриевом гранате, на двуокиси углерода.

Широко применяются СО2-лазеры для резки листовых материалов в крупномасштабных производствах непрерывного цикла (бумажная, стеклоделательная промышленность).