Перегляд вихідного коду сторінки Лазерний промінь

{{About|використання лазерного проміня|будову лазера|лазер}}
{{приєднати до|Лазер|дата = листопад 2023}}
 [[Файл:Classical spectacular laser effects.jpg|мини|Лазерні промені під час концерту]]
'''Лазерний промінь''' ({{lang-en|Laser beam}})&nbsp;— це електромагнітна [[монохроматична плоска хвиля]], створена в результаті [[Вимушене випромінювання|вимушеного випромінювання]].
Просторова [[когерентність]] дозволяє лазерному променю бути вузьким на великих відстанях, залишаючись у межах десяти кутових секунд, або сфокусувати його у вузькій точці, створюючи [[Густина потоку енергії|густину потужності]] 3{{e|18}} Вт/м²<ref name="Gotra"> [https://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/2022/Gotra_2017_158.pdf  Лазерні медичні технології. Навчальний посібник] /Готра&nbsp;З. &nbsp;Ю., Павлов&nbsp;С&nbsp;.В., Микитюк&nbsp;З. &nbsp;М., Злепко&nbsp;С. &nbsp;М., Сушинський&nbsp;О. &nbsp;Є., Вовкотруб&nbsp;Д&nbsp;.В., Хаїмзон&nbsp;І. &nbsp;Й., Вісьтак&nbsp;М. &nbsp;В., Холін&nbsp;В. &nbsp;В.— Вінніця: ВНТУ, 2017.&nbsp;— 156 с.&nbsp;— ISBN 978-617-7237-6</ref>.

== Оптичні властивості ==
Основними оптичними властивостями лазерного променя, які відрізняють його від інших джерел [[Електромагнітне випромінювання|електромагнітного випромінювання]] (електрична дуга, лампа розжарювання, газовий пальник, сонце тощо) і внаслідок цього забезпечують найширше застосування у різних областях науки і техники, є&nbsp;&nbsp;— '''монохроматичність; когерентність; висока густина потужності та енергії; широкий спектральний діапазон.'''
Наведемо визначення цих властивостей лазерного променя.

=== Монохроматичність ===
{{Докладніше|Монохроматична плоска хвиля}}
[[Файл:Simple_harmonic_motion_animation.gif|thumb|Монохроматична хвиля]]
Монохроматична плоска хвиля описується рівнянням: <math> u = u_0\cos(\mathbf{k}\mathbf{r} - \omega t - \varphi) </math>

де u&nbsp;— залежна від просторових координат <math> \mathbf{r} </math> і часу t змінна,
<math> u_0 </math>&nbsp;— [[амплітуда]] хвилі, <math> \mathbf(k) </math>&nbsp;— [[хвильовий вектор]],
ω&nbsp;— [[циклічна частота]], <math> \varphi </math>&nbsp;— [[Фаза (коливання)|фаза]].

Хвильовий вектор визначає напрям розповсюдження хвилі у просторі.
Його абсолютна величина зв'язана з довжиною хвилі λ співвідношенням
: <math> k = \frac{2\pi}{\lambda} </math>

Хвиля називається монохроматичною тому, що коливання відбуваються зі строго визначеною частотою, яка визначає колір проміню<ref>{{книга|автор = Яворський Б. М., Детлаф А. А., Лебедев А. К. |заголовок = Довідник з фізики для інженерів та студентів вищих навчальних закладів / Переклад з 8-го переробл. і випр. вид. |рік = 2007|видавництво = Навчальна книга — Богдан| місто = {{Comment|Т.|Тернопіль}} |сторінок = 1040 |isbn = 966-692-818-3}}</ref>.

=== Когерентність ===
{{Докладніше|Когерентність}}
Когерентність&nbsp;— властивість [[хвиля|хвилі]] зберігати свої [[частота|частотні]], [[поляризація електромагнітної хвилі|поляризаційні]] й [[Фаза (коливання)|фазові]] характеристики. Умовою когерентності хвиль є незмінюваність у часі різниці між фазами коливань двох хвиль, що можливо лише тоді, коли хвилі мають однакову довжину (частоту), це дозволяє одержувати при їхньому додаванні чітку інтерференційну картину
<ref>Динаміка атомів і молекул в когерентних лазерних полях: монографія / А.&nbsp;М.&nbsp;Негрійко, В.&nbsp;І.&nbsp;Романенко, Л.&nbsp;П.&nbsp;Яценко ; відп. ред. М.&nbsp;С.&nbsp;Бродин; Нац. акад. наук України, Ін-т фізики.&nbsp;— К.: Наукова думка, 2008.&nbsp;— 239 с.&nbsp;— (Проект «Наукова книга»)</ref>.
[[Файл:Helium neon laser spectrum.svg|thumb| Спектр твердотільного гелій-неонового лазера.]]

=== Спектральний діапазон ===
Лазерні промені ісують у всіх областях [[спектр]]у. [[Електромагнітне випромінювання]] прийнято розділяти за [[Частота|частотними]] діапазонами (див. таблицю). Оскільки швидкість поширення випромінювання (у вакуумі) стала, то частота його коливань жорстко пов'язана з [[Довжина хвилі|довжиною хвилі]] у вакуумі.

{| class="standard"
! colspan="2" | Назва діапазону !! Довжини хвиль, ''λ'' !! Частота, ''ν'' !!<!-- width=25%-->|Джерела лазерного проміня
|-
| rowspan="5" | [[Радіохвилі]] || [[Наддовгі радіохвилі|наддовгі]] || {{s|понад 10 [[кілометр|км]]}} || {{s|до 30 к[[Герц|Гц]]}} || rowspan="5" |[[Мазер]]и
|-
| [[Довгі хвилі|Довгі]] || 10 км&nbsp;— 1&nbsp;км || 30 кГц&nbsp;— 300&nbsp;кГц
|-
| [[Середні хвилі|Середні]] || 1 км&nbsp;— 100 [[Метр|м]] || 300 кГц&nbsp;— 3 [[Герц#Кратні і частинні одиниці|МГц]]
|-
| [[Короткі хвилі|Короткі]] || 100 м&nbsp;— 10&nbsp;м || 3 МГц&nbsp;— 30 МГц
|-
| [[Ультракороткі хвилі|Ультракороткі]] || 10 м&nbsp;— 1 мм || 30 МГц&nbsp;— 300 ГГц<ref name="GOST24375">ГОСТ 24375-80 Радиосвязь Термины и определения.</ref>
|-
|-
| colspan="2"|[[Інфрачервоне випромінювання]] || 1&nbsp;мм&nbsp;— 780 [[Метр#Кратні і частинні одиниці|нм]]|| 300 ГГц&nbsp;— 429 ТГц || rowspan="2" |[[Твердотільний лазер|Твердотільні лазери]]
|-
| colspan="2"|[[Світло|Видиме випромінювання]] || 780—380&nbsp;нм || 429 ТГц&nbsp;— 750 ТГц
|-
| colspan="2"|[[Ультрафіолетове випромінювання|Ультрафіолетове]] || 380нм&nbsp;— 10нм || {{s| 3{{e|14}} Гц&nbsp;— 3{{e|16}} Гц}} ||[[Види лазерів|Газові лазери]]
|-
| colspan="2"|[[Рентгенівське випромінювання|Рентгенівське]] ||10 нм&nbsp;— 5 пм|| 3{{e|16}}Гц&nbsp;— 6{{e|19}} Гц ||[[Лазер на вільних електронах]]
|-
| colspan="2"|[[Гамма-промені|Гамма]] || {{s|до 5&nbsp;пм}} || {{s|понад 6{{e|19}} Гц}} ||[[Вимушене гамма-випромінювання]]
|}
Між діапазонами немає чітких переходів, іноді вони перекриваються, а межі між ними є умовними<ref name=ESU>[http://esu.com.ua/search_articles.php?id=17747 «Електромагнітне випромінювання»] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20161106123158/http://esu.com.ua/search_articles.php?id=17747 |date=6 листопада 2016 }} / {{ЕСУ}}/\.</ref>.

== Фізичні властивості ==
{{Докладніше|Густина потоку енергії}}
Густина потужності&nbsp;— [[векторна величина|векторна]] [[фізична величина]] '''W''', яка характеризується кількістю енергії, що протікає за одиницю часу через одиницю площі, орієнтовану перпендикулярно до спрямованості потоку, вимірюється у Вт/м². Наприклад, лазерний промінь потужністю '''P''' = 1 МВт і довжиною хвилі '''λ'''=0,69 мкм у фокусі дає густину потужності '''W''' =3{{e|18}} Вт/м², тобто перевищує густину потужності випромінювання біля поверхні Сонця (яка дорівнює 10<sup>12</sup> Вт/м²) у мільйон разів<ref name="Gotra"/>.

== Лазерні промені в природі ==
{{Докладніше| Мазер}}
Після винаходу вважалося, що лазер&nbsp;— суто людське творіння, проте у 1960-х роках [[астроном]]и виявили потужні лазерні промені з [[довжина хвилі|довжиною хвилі]] 18&nbsp;см та 1,35&nbsp;см, які випромінюються від велетенських космічних об'єктів. (Лазерний промінь в мікрохвильовому діапазоні прийнято називати мазером.) Процес відкриття нових космічних мазерів за допомогою деяких потужних [[Список космічних телескопів|космічних телескопів]] триває постійно<ref>[https://www.ukrinform.ua/rubric-technology/3754029-hubble-pokazav-kosmicnij-mazer-u-suziri-zertivnika.html Hubble показав «космічний мазер» у сузір'ї Жертівника. ФОТО. 28.08.2023, 15:04]</ref>. Умови для генерації мазерного випромінювання виникають у компактних [[Молекулярна хмара|молекулярних хмарах]] (розміром мільйони кілометрів), що містять [[молекула|молекули]] [[Гідроксильна група|гідроксилу]] та [[вода|води]]<ref name=zrzs3>{{книга| автор=Шкловский И. С. |назва=Звезды: их рождение, жизнь и смерть|частина=4. Космические мазеры| посилання= |рік=1984|  видання=3-е изд., перераб.|місце= М. |видавництво=Наука, Главная редакция физико-математической литературы |сторінок=384}}{{ref-ru}}</ref>.

== Застосування в житті ==
[[Файл:Laser_printer.png|thumb|350px|Процес лазерного друку. <br/><div style="{{column-count|2}}"> 1. [[Фотобарабан]] <br/>2. Зарядний валик <br/>3. '''Лазерний промінь''' <br/> 4. Обертове дзеркало <br/> 5. Розподільна лінза <br/> 6. Картридж з тонером <br/> 7. Магнітний вал <br/> 8. [[Папір]] <br/> 9. [[Ракель]] <br/> 10. Бункер з відпрацьованим тонером </div> 11. Пічка </div>]]

=== Лазерний принтер ===
{{Докладніше|Лазерний принтер}}
'''Лазерний принтер'''&nbsp;— один з видів [[принтер]]ів, що дозволяє швидко виготовляти високоякісні відбитки тексту і графіки на звичайному папері<ref>{{Cite web|title=Експлуатація лазерного принтера|url=https://dataprint.ua/blog/printer-choice|website=|accessdate=|last=|first=|date=|publisher=|language=|archive-date=13 квітня 2019|archive-url=https://web.archive.org/web/20190413162559/https://dataprint.ua/blog/printer-choice}}</ref>. Лазерні принтери використовують у процесі [[Ксерографія|ксерографічного друку]], однак відмінність полягає у тому, що формування зображення відбувається шляхом безпосередньої експозиції (освітлення) [[лазер]]ним променем фоточутливих елементів принтера.
Процес лазерного друку складається з п'яти послідовних кроків:
# Зарядка фотовала
# '''Лазерне сканування'''
# Накладення тонера
# Перенос тонера
# Закріплення тонера
'''Лазерне сканування''' (засвічування)&nbsp;— процес проходження негативно зарядженої поверхні фотовалу під лазерним променем. Промінь лазера відхиляється обертовим дзеркалом і, проходячи через розподільну лінзу, фокусується на фотовал. Лазер активізується тільки у тих місцях, на які з магнітного вала (магнітного барабану) надалі повинен буде потрапити тонер. Під дією лазера ділянки фоточутливої поверхні фотовалу, які були засвічені лазером, стають електропровідними, і частина заряду на цих ділянках «стікає» на металеву основу фотовалу. Тим самим на поверхні фотовалу створюється електростатичне зображення майбутнього відбитка з негативнішим зарядом на нейтральному фоні.

=== Сканер штрих-кодів ===
{{Докладніше| Сканер штрих-кодів }}
[[Файл:Barcode-scanner.jpg|праворуч|thumb|150px|Ручний сканер штрихкоду]]
Першим застосуванням лазерів у повсякденному житті населення був сканер штрих-кодів супермаркетів, представлений 1974 року<ref>{{Cite web|title=Technical Information｜automatic data capture｜DENSO WAVE|url=https://www.denso-wave.com/en/adcd/fundamental/|website=www.denso-wave.com|accessdate=2023-06-07|language=en}}</ref>.

=== Лазерний телевізор ===
{{Докладніше| Лазерний телевізор}}
'''Лазерний телевізор, лазерний дисплей'''&nbsp;— електронний пристрій візуального відображення інформації (дисплей), який працює за принципом [[проєкційний телевізор|зворотної проєкції]] на основі технології кольорових [[лазер]]ів. Замість технології [[РК-дисплей|РК]] або [[LED]] (світлодіоди) використовується лазерна оптика, завдяки якій створюються особливо яскраві і чіткі зображення і дуже високий рівень чорного. Витрати електроенергії при цьому досить низькі. Американський виробник HDI-US анонсував випуск лазерного 3D-телевізора з діагоналлю екрану до 120 дюймів.

Перші повідомлення про створення комерційних моделей лазерних телевізорів були опубліковані на початку 2006 року&nbsp;— йшлося про компанію Mitsubishi. 7 січня 2008 на виставці Consumer Electronics Show 2008 компанія Mitsubishi Digital Electronics America офіційно представила перший у світі серійний лазерний телевізор з діагоналлю екрана 65 дюймів і повною роздільною здатністю високої чіткості (1080p)<ref>[http://www.mobimag.ru/Articles/4238/Televizory_budushego.htm Телевизоры будущего / Лазеры вместо плазмы] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20131102162036/http://www.mobimag.ru/Articles/4238/Televizory_budushego.htm |date=2 листопада 2013 }}{{ref-ru}}</ref>.

=== Голографія ===
{{Докладніше| Голографія }}
[[Файл:Hologramm.JPG|thumb|300px|Голограма як захисний елемент посвідчення особи (Німеччина)]]
'''Гологра́фія'''&nbsp;— набір технологій для точного запису, відтворення і переформатування хвильових полів. Це спосіб одержання об'ємних зображень предметів на фотопластинці (голограми) за допомогою лазерного променя. Голограма фіксує не саме зображення предмета, а структуру відбитої від нього світлової хвилі (її амплітуду та фазу). Для отримання голограми необхідно, щоб на фотографічну пластинку одночасно потрапили два когерентних світлових пучки: предметний, відбитий від об'єкта та опорний&nbsp;— що проходить безпосередньо від лазера. Світло обох пучків інтерферує, створюючи на пластинці чергування дуже вузьких темних і світлих смуг&nbsp;— [[Інтерференція світла|інтерференційну картину]].
Голограми застосовуються для захисту від підробок документів, [[банківська картка|банківських карток]] і&nbsp;т.&nbsp;д. Голографічні технології здобули популярність в освіті<ref>{{Стаття
 |прізвище =Тищенко 
 |ім'я = І.А.
 |рік =2022
 |назва = Голографічні 3D-технології в освіті
 |журнал= Математичні машини і системи
 |випуск = 4
 |сторінки = 
 |doi =10.34121/1028-9763-2022-4-68-74 
|url=http://www.immsp.kiev.ua/publications/articles/2022/2022_4/04_22_Tyshchenko.pdf}}</ref>. Технологія вже пройшла бойове хрещення у стінах Імперського коледжу, де виступали оратори, що фізично перебували у Нью-Йорку та Лос-Анджелесі<ref>{{Cite news|url=https://tokar.ua/read/28836|title=В Імперському коледжі Лондона вперше у світі лекції читають викладачі-голограми|date=2018-11-13|language=uk-UA|work=Tokar.ua|accessdate=2018-11-18|archive-date=18 листопада 2018|archive-url=https://web.archive.org/web/20181118205721/https://tokar.ua/read/28836}}</ref>

== Застосування в медицині ==
=== Вплив на організм людини ===
Лазерний промінь, що потрапляє на [[Тканина (біологія)|біологічну тканину]] викликає лазерне опромінення. Лазерне опромінення може бути поверхневим, точковим, інвазівним та неінвазівним.
Точкове опромінення найчастіше використовують за допомогою ручного зонда. Поверхневе&nbsp;— використовується як вручну, так і автоматично. Лазерний пучок повинен бути перпендикулярним до поверхні опромінення для максимальної дії на біологічну тканину.
У залежності від потужності, лазерний промінь викликає три різні фотоефекти в [[Тканина (біологія)|біологічній тканині]]. При малих потужності відбуваються [[хімічна реакція|хімічні]] та [[Обмін речовин|метаболічні]] реакції в клітинах біотканини&nbsp;— фотобіохімічні (біостімуляційні) ефекти. При середніх потужностях виникають фототермічні ефекти. При екстрмально високій потужності, у випадку короткотривалих імпульсів, у біотканині виникають [[Фотоіонізація|фотоіонізаційні ефекти]].
[[Ультрафіолетове випромінювання|Ультрафіолетовий промінь]] поглинається переважно молекулами нуклеінових кислот, белків та лепідів. Лазерний промінь у [[Видиме світло|видимій області спектра]] поглинається переважно хроматофорними групами білкових молекул, а також, частково, киснем.
[[Інфрачервоне випромінювання|Інфрачервоний промінь]] з довжиною хвилі 890 нм (ближній інфрачервоний діапазон) поглинає кров<ref name="Gotra"/>.
Лазерний промінь використовується у різних областях медицини, а саме: терапії, хірургії, офтальмології, стоматології тощо.

=== Лазерна хірургія ===
'''[[Лазерний хірургічний апарат СМ-2002]]'''&nbsp;— медичний апарат на базі імпульсного [[Nd:YAG-лазер]]а потужністю 100 Вт. Використовується для хірургії доброякісних та злоякісних пухлин шляхом [[Зсідання крові|коагуляції]], [[Гіпертермія|гіпертермії]] і [[Деструкція|деструкції]] патологічних утворень, а також [[Стерилізація (мікробіологія)|стерилізації]] раневої поверхні направленим [[Інфрачервоне випромінювання|інфрачервоним високоінтенсивним випромінюванням]].
Лазерний промінь застосовується в хірургії [[Київська міська клінічна офтальмологічна лікарня «Центр мікрохірургії ока»|при операціях на сітківці ока]], як скальпель<ref name=":0">{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=C0weN_XdaiAC|title=Principles and Practice of Laser Dentistry - E-Book|last=Convissar|first=Robert A.|date=2010-05-19|publisher=Elsevier Health Sciences|isbn=978-0323079891|language=en}}</ref>.

=== Лазерна терапія ===
{{Докладніше|Лазеротерапія}}
Лазерна терапія (лазеротерапія)&nbsp;— метод лікування, що полягає в застосуванні світлової енергії лазерного променя з лікувальною метою, який широко використовується в амбулаторних консультативно-реабілітаційних центрів лазеротерапії<ref>Соціально-економічне обґрунтування організації амбулаторних консультативно-реабілітаційних центрів лазеротерапії // Материалы XVI-й Международной научно-практической конференции «Применение лазеров в медицине и биологии», 25—28 сентября 2001, г. Феодосия.&nbsp;— С. 6—7.
</ref>. Монохроматичний червоний промінь використовують для лікування захворювань [[Слинні залози|слизової рота]], хвороб [[Остеохондроз|хребта]] і [[Ревматичні захворювання|суглобів]]. Лазерна терапія також широко використовується для лікування [[Рана|ран]] та [[Виразка|виразок]], [[Шкірні хвороби|дерматологічних захворювань]], [[ішемічна хвороба серця|ішемічної хвороби серця]]<ref>Забулонов&nbsp;Ю.&nbsp;Л. [https://uapatents.com/4-103511-pristrijj-dlya-bagatofunkcionalno-lazerno-terapi.html Пристрій для багатофункціональної лазерної терапії.] Патент на корисну модель №&nbsp;103511; заявл. 24.04.2015; опубл. 25.12.2015, Бюл. №&nbsp;24.</ref>.

[[Файл:Computed tomography laser mammography images.jpg|міні|Зображення, отримані в методі]]

=== Лазерна мамографія ===
{{Докладніше|Комп'ютерна томографічна лазерна мамографія}}

Метод медичної візуалізації використовує [[лазер]]не випромінювання в ближній [[Інфрачервоне випромінювання|інфрачервоній]] області [[спектр]]у для виявлення [[ангіогенез]]у (новоутворення кровоносних судин для живлення [[Злоякісне новоутворення|злоякісної пухлини]]) в тканинах молочних залоз<ref name="m-cityspb">[http://m-cityspb.ru/ctlm-mammagrafiy CTLM-система компьютерной томографической лазерной маммографии] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140502225129/http://m-cityspb.ru/ctlm-mammagrafiy |date=2 травня 2014 }} {{ref-ru}}</ref>. Комп'ютерна томографічна лазерна мамографія (на відміну від [[Комп'ютерна томографія|комп'ютерної томографії]], яка для діагностики використовує [[Рентгенівське випромінювання|рентгенівські]] промені) є методом оптичної молекулярної візуалізації окси- та деоксі-[[гемоглобін]]у. Використовують лазерні промені, які зазнають загасання, проникаючи крізь тканини. Таким чином, лазерний детектор вимірює зменшення інтенсивності світла. Переміщаючись за зразком, він збирає дані і відтворює томографічне зображення. Отримане зображення показує розподіл [[гемоглобін]]у в тканинах, а також виявляє розростання кровоносних судин, що живлять злоякісну пухлину.

[[Файл:Kidney stone 01.JPG|thumb|Нирковий камінь]]

=== Лазерна літотрипсія ===
{{Докладніше|Літотрипсія}}
'''Лазерна літотрипсія'''&nbsp;— [[медична процедура]], націлена на фізичне руйнування [[конкремент]]ів у тілі людини ([[ниркові камені]], камені в [[жовчний міхур|жовчному міхурі]] та камені в [[шлунково-кишковий тракт людини|шлунково-кишковому тракті]]). Камені можуть відрізнятися за розмірами та хімічним складом. Один із типів каменів показано на фотографії. Як фізичні фактори, що використовуються для руйнування твердих утворень використовуються інтенсивні лазерні промені<ref name="Stein">R. Steiner, Ed.,"Laser lithotripsy. Clinical Use and Technical Aspects", Springer, 1988, 202p., ISBN 978-3-642-73866</ref>). В цьому випадку до ударно-хвильового механізму [[Руйнування (механіка)|руйнування]] додається руйнування за рахунок [[термічні напруження|теплових напружень]]. Важливе значення для інтенсифікації руйнування має зміна [[механічні властивості матеріалів|механічних властивостей]] каменів при інтенсивному [[нагрів]]анні.

У процедурі лазерної літотрипсії імпульс лазерного випромінювання передається безпосередньо до каменя по [[Волоконно-оптична лінія передачі|волоконно-оптичному каналу]]. Процедура здійснюється при локальному або загальному знеболюванні і вважається мінімально інвазивним хірургічним втручанням. У системах лазерної літотрипсії використовується [[гольмій]]овий лазер, що працює в інфрачервоному діапазоні частот. Лазерні імпульси генерують ударні хвилі, які на фоні локального підвищення температури призводять до руйнування каменя потенційно до дуже дрібних частинок. При цьому за рахунок комплексної дії руйнуються камені тих типів, при руйнуванні яких дистанційна ''ударно-хвильова літотрипсія''<ref>Урологія/С.&nbsp;О.&nbsp;Возіанов, М.&nbsp;Р.&nbsp;Гжегоцький, О.&nbsp;В.&nbsp;Шуляк, Ю.&nbsp;С.&nbsp;Петришин, О.&nbsp;Г.&nbsp;Мисаковець, О.&nbsp;О.&nbsp;Строй.&nbsp;— Львів: Світ 2003.&nbsp;— 304 с. ISBN 966-603-210-4 (С.3,63,'''157-163''',224,294)</ref> виявляється неефективною.

== Застосування в техніці ==
Інтенсивно розвиваються методи [[Лазерний візир|лазерної локації]] й [[Передавання даних|зв'язку]]. [[Лазерна локація Місяця]] за допомогою рубінових лазерів і спеціальних кутових відбивачів, доставлених на Місяць, дозволила збільшити точність виміру відстаней Земля&nbsp;— Місяць до декількох см. Отримано обнадійливі результати в спрямованому стимулюванні хімічних реакцій. За допомогою лазерів можна вибірково збуджувати одне із власних коливань молекули. Виявилося, що при цьому молекули здатні вступати в реакції, які не можна або важко стимулювати звичайним нагріванням. За допомогою лазерної техніки інтенсивно розробляються оптичні методи обробки, передачі й [[Laserdisc|зберігання інформації]], [[Голографія|методи голографічного запису інформації]], [[Лазерний телевізор|кольорове проекційне телебачення]].
У промисловості лазерні промені використовують для прошивання отворів, [[Лазерне різання|різання]], [[Лазерне зварювання|зварювання]], модифікування, програмованого термодеформування, маркування та гравіювання, балансування, вирощування тримірних виробів, [[Лазерне сканування|текстурування мікрорельєфу поверхні]], поверхневого очищення тощо.
Під науковим керівництвом [[Дюбко Станіслав Пилипович|С.&nbsp;П.&nbsp;Дюбко]] в Харківському університеті було використано лазерний промінь в субміліметровому діапазоні частот до 750 ГГц для побудови унікального радіоспектрометру для дослідження обертальних спектрів молекул<ref> {{книга
|автор = 
|рік = 2012
|тираж = 300
|isbn = 978-966-623-920-7
|серія = 
|сторінок = 328
|сторінки = 47
|том = 
|видавництво = ХНУ имени В. Н. Каразина
|частина = 
|місце = Харьков
|видання = 
|відповідальний = сост. Гаташ С. В., Гордиенко Е. А., Горобец Н. Н., Емец Б. Г., Звягинцев А. А., Катрич В. А., Колчигин Н. Н., Свич В. А., Тырнов О. Ф., Шульга С. Н.; под ред. проф. С. Н. Шульги
|посилання = 
|оригінал = 
|заголовок = Радиофизический факультет за 60 лет со дня основания
|посилання частина = 
|ref = Радиофизический факультет за 60 лет со дня основания
}}</ref>.

=== Лазерне різання ===
{{Докладніше|Лазерне різання}}
[[Файл: Laserkop van Amada FO-4020NT 4kW, industriële laser.jpg |thumb|260px|Лазерне розкроювання листового матеріалу]]
'''Ла́зерне рі́зання'''&nbsp;— технологія термічного різання й розкроювання матеріалів, при якій як джерело енергії використовується [[лазер|лазер високої потужності]]. Сфокусований лазерний промінь, керований системою [[числове програмне керування|числового програмного керування]] забезпечує високу концентрацію енергії й дозволяє розтинати практично будь-які матеріали незалежно від їх теплофізичних властивостей. В технологічних процесах розрізання (розкроювання) лазерний промінь має діапазон довжини хвиль від 0,4 до 10,6&nbsp;мкм. Зокрема, для різання різних матеріалів найбільший ефект дає довжина хвилі 10,6 мкм. Випромінювання з цією довжиною хвилі добре поглинається більшістю неметалічних матеріалів і у дещо меншій мірі металевими сплавами. Матеріали з великим коефіцієнтом відбивання (мідь, алюміній) гірше піддаються різанню лазерним промінем<ref>{{книга|автор = Корж В. М.| заголовок = Газотермічна обробка матеріалів:Навчальний посібник | видавництво = Екотехнологія | місто = К. | рік = 2005 | сторінок = 195 | isbn = 966-8409-07-8}} </ref>.
Лазерне різання може застосовуватись до більшості видів сталі (маловуглецеві, низько- та високолеговані) у будь-якому стані у тому числі з покриттям, титану та його сплавів, цирконію, ніобію, танталу, нікелю і сплавів цих та інших кольорових металів. Зазвичай розрізають листи таких товщин:
* [[Сталь]] від 0,2&nbsp;мм до 20 мм
* [[Неіржавна сталь]] від 0,2&nbsp;мм до 50 мм
* [[Алюмінієві сплави]] від 0,2&nbsp;мм до 20 мм
* [[Латунь]] від 0,2&nbsp;мм до 12 мм
* [[Мідь]] від 0,2&nbsp;мм до 15 мм
Для різних матеріалів застосовують різні лазерні промені.
 [[Файл: Laser_Cladding_System_setup.jpg|thumb|300px|Схема обладнання для газопорошкового лазерного наплавлення]]

=== Лазерне наплавлення ===
{{Докладніше| Лазерне наплавлення}}
'''Ла́зерне напла́влення'''&nbsp;— метод відновлення [[знос|зношених]] або підвищення міцності нових [[деталь машини|деталей]] машин і механізмів, за допомогою створення на поверхні виробу плакувального шару з порошкового матеріалу, із проплавленням його лазерним променем''<ref> {{книга|автор = Черненко В. С., Кіндрачук М. В., Дудка О. І. |заголовок = Променеві методи обробки: Навч. посібник |видавництво=Кондор|місто=К.|рік=2004|сторінок= 166 |isbn=966-798-270-X}}</ref>.
Промінь імпульсного лазера має найбільший коефіцієнт зосередженості зварювального джерела енергії, тому діаметр сфокусованого променя лазера становить 0,2…0,3&nbsp;мм, що дозволяє мінімізувати об'єми розплаву і відповідно зменшити передачу тепла в оброблюваний матеріал.
Відновлювальне наплавлення застосовується для отримання первинних розмірів зношених або пошкоджених деталей. У цьому випадку наплавлений метал близький за складом і механічними властивостями до основного металу<ref>Інженерія поверхні: Підручник / К.&nbsp;А.&nbsp;Ющенко, Ю.&nbsp;С.&nbsp;Борисов, В.&nbsp;Д.&nbsp;Кузнецов, В.&nbsp;М.&nbsp;Корж&nbsp;— К.: Наукова думка, 2007.&nbsp;— 559 с.&nbsp;— ISBN 978-966-00-0655-3 </ref>.

=== Лазерний цілевказівник ===
{{Докладніше|Лазерний цілевказівник}}
'''Лазерний цілевказівник'''<ref name="Латін"/><ref>''О.&nbsp;С.&nbsp;Марченко, С.&nbsp;Г.&nbsp;Осьмак, С.&nbsp;І.&nbsp;Шумак'' [http://elar.naiau.kiev.ua/jspui/bitstream/123456789/2243/1/Марченко%20О.%20С..pdf Актуальні аспекти необхідності прийняття на оснащення спеціальних та тактичних ліхтарів] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20220326024617/http://elar.naiau.kiev.ua/jspui/bitstream/123456789/2243/1/Марченко%20О.%20С..pdf |date=26 березня 2022 }} // Сучасна спеціальна техніка №&nbsp;4 (27), 2011</ref>

&nbsp;— ефективне [[приціл]]ьне пристосування з [[лазер]]ною системою підсвітки об'єкту. Призначений для оснащення ним [[Вогнепальна зброя|вогнепальної зброї]] з метою швидкого наведення на [[ціль]] та застосування її в складних умовах ведення [[Бій|бою]].

=== {{comment| ЛЦВ|Лазерне наведення}} для наведення {{comment|ВТЗ|Високоточна зброя}} ===
Одним з найважливіших військових застосувань [[Лазерне наведення|лазерного наведення]] стала [[високоточна зброя]], так звані «інтелектуальні» [[бомба|бомби]] та [[ракета|ракети]] або, як ще їх називають, бомби та ракети з лазерним наведенням. Така зброя пристроями супроводу, які забезпечують наведення на ціль шляхом підсвічування спеціальним лазерним променем і називаються вони так само ''лазерні цілевказівники''. Щоправда такі пристрої вважаються складовими, що входять до системи керування вогнем<ref name="Латін">''С.&nbsp;П.&nbsp;Латін.'' [http://nbuv.gov.ua/UJRN/soivt_2008_1_12  Аналіз стану розробки та умов бойового застосування артилерійських високоточних боєприпасів] / С.&nbsp;П.&nbsp;Латін, В.&nbsp;І.&nbsp;Грабчак, О.&nbsp;М.&nbsp;Пилипенко // Системи озброєння і військова техніка.&nbsp;— 2008.&nbsp;— №&nbsp;1.&nbsp;— С. 49-51.&nbsp;— [http://irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?C21COM=2&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&Image_file_name=PDF/soivt_2008_1_12.pdf Архів]</ref>.

== Застосування в науці ==

=== Оптичний пінцет ===
{{Докладніше|Оптичний пінцет}}
[[Файл:Optical cell rotator.png|right|thumb|250px|Optical Cell Rotator&nbsp;— волоконна лазерна пастка, в якій можна утримувати та точно орієнтувати живі клітини для томографічної мікроскопії]]
'''Оптичний пінцет'''&nbsp;— науковий прилад, що дозволяє маніпулювати мікроскопічними об'єктами за допомогою лазерного проміня. Він дозволяє прикладати до [[Діелектрики|діелектричних]] об'єктів сили, величиною від [[ньютон|фемтоньютонів]] до наноньютонів і вимірювати відстані від кількох [[нанометр]]ів до [[мікрометр]]ів. В останні роки оптичний пінцет став популярним знаряддям у [[біофізика|біофізиці]], де його використовують при дослідженні структури та принципу роботи [[Білки|білків]]<ref name="NKJ201812">{{статья|автор=Алексей Понятов|ссылка=https://www.nkj.ru/archive/articles/35002/|заглавие=Манипулируя светом|издание=[[Наука и жизнь]]|год=2018|номер=12|страницы=2—9}}</ref><ref>A. C. De Luca, G. Volpe, M. Drets, M I. Geli, G. Pesce, G. Rusciano, A. Sasso, D. Petrov. Real-time actin-cytoskeleton depolymerization detection in a single cell using optical tweezers. Optic express 15 (13), 7922-7932 (2007) https://doi.org/10.1364/OE.15.007922</ref>.
2018 року творцям оптичного пінцета присуджено Нобелівську премію з фізики «за винайдення оптичного пінцета та його застосування в біологічних системах»<ref name="Physics2018">{{cite web|url=https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2018/summary/|title=The Nobel Prize in Physics 2018|publisher=[[Фундація Нобеля]]|accessdate=2018-10-02|lang=en|archive-date=2020-05-22|archive-url=https://web.archive.org/web/20200522204842/https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2018/summary/|deadlink=no}}</ref>.

=== Спектроскопія ===
{{Докладніше| Раман-спектроскопія }}
[[Файл:sers.jpg|thumb|right|250px|Раманівський спектр рідкого 2-меркаптоетанолу (внизу) та SERS-спектр моношару 2-меркаптоетанолу на горбистій поверхні срібла (вгорі). Спектри масштабовано та зміщено для ясності. Очевидна різниця в відборі: деякі смуги фігурують тільки в спектрі об'ємного зразка, а інші тільки в спектрі SERS.]]
'''[[Раман-спектроскопія]]'''&nbsp;— вид [[спектроскопія|спектроскопії]], в основі якої лежить здатність досліджуваних систем (молекул) до непружнього ([[раманівське розсіювання|раманівського]]) розсіювання '''лазерного променя'''.
Суть методу полягає в тому, що через зразок досліджуваної речовини пропускають лазерний промінь, який при контакті зі зразком розсіюється. Отримані промені за допомогою лінзи збираються в один пучок і пропускаються через [[світлофільтр]], що відділяє слабкі (0,001&nbsp;% інтенсивності) раманівські промені від значно інтенсивніших (99,999&nbsp;%) [[релеєвське розсіювання|релеївських]]. «Відділені» раманівські промені підсилюються і спрямовуються на [[спектрометр]], який фіксує коливальний спектр молекул зразка<ref name="Gardiner">{{cite book| last = Gardiner| first = D.J. | title = Practical Raman spectroscopy| publisher = [[Springer-Verlag]]| date = 1989| isbn = 978-0-387-50254-0}}</ref>.

'''[[Підсилена поверхнею раманівська спектроскопія]]''' (англійське скорочення SERS)&nbsp;— чутливий до властивостей поверхні метод підсилення [[Раманівське розсіяння|раманівського розсіяння]] молекулами, [[Адсорбція|адсорбованими]] на шорсткій поверхні металу або на [[наноструктура]]х<ref>Xu, X., Li, H., Hasan, D., Ruoff, R. S., Wang, A. X. and Fan, D. L. (2013), Near-Field Enhanced Plasmonic-Magnetic Bifunctional Nanotubes for Single Cell Bioanalysis. Adv. Funct. Mater.. {{DOI|10.1002/adfm.201203822}}</ref>. Підсилення може досягати значень 10<sup>10</sup>&nbsp;— 10<sup>11</sup><ref>{{Cite journal|last1=Blackie|first1=Evan J.|last2=Le Ru|first2=Eric C.|last3=Etchegoin|first3=Pablo G.|title=Single-Molecule Surface-Enhanced Raman Spectroscopy of Nonresonant Molecules|journal=J. Am. Chem. Soc.|volume=131|issue=40|pages=14466–14472|date=2009|doi=10.1021/ja905319w|pmid=19807188}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Blackie|first1=Evan J.|last2=Le Ru|first2=Eric C.|last3=Meyer|first3=Matthias|last4=Etchegoin|first4=Pablo G.|title=Surface Enhanced Raman Scattering Enhancement Factors: A Comprehensive Study|journal=J. Phys. Chem. C|volume=111|pages=13794–13803|date=2007|doi=10.1021/jp0687908|issue=37}}
</ref>, що створює можливість детектувати окремі молекули<ref>{{cite journal|doi=10.1126/science.275.5303.1102|pmid=9027306|date=1997|last1=Nie|first1=S|last2=Emory|first2=SR|title=Probing Single Molecules and Single Nanoparticles by Surface-Enhanced Raman Scattering|volume=275|issue=5303|pages=1102–6|journal=Science}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Le Ru|first1=Eric C.|last2=Meyer|first2=Matthias|last3=Etchegoin|first3=Pablo G.|title=Proof of Single-Molecule Sensitivity in Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) by Means of a Two-Analyte Technique|journal=J. Phys. Chem. B|volume=110|pages=1944–1948|date=2006|doi=10.1021/jp054732v|issue=4|pmid=16471765}}</ref>.

== Див. також ==
* [[Лазерний спектральний аналіз]]
* [[Лазерні технології]]
* [[Лазерна локація Місяця]]
* [[Лазерна указка]]
* [[Лазерний цільовий указник]]
* [[Лазерне зварювання]]
* [[Лазерне наплавлення]]
* [[Лазерне різання]]
* [[Лазерне сканування]]
* [[Лазерний візир]]
* [[Лазерний діод]]
* [[Лазерні щипці]]
* [[Лазерні маркшейдерські інструменти]]
* [[Лазерний телевізор]]
* [[Голографія]]
* [[Передавання даних]]
* [[Лазерний диск]]
* [[Laserdisc]]

== Посилання ==
{{reflist}}

== Джерела ==
* Лазерні технології: навч. посіб. Ч. 1 / Я.&nbsp;В.&nbsp;Бобицький, Г.&nbsp;Л.&nbsp;Матвіїшин ; М-во освіти і науки України, Нац. ун-т «Львів. політехніка».&nbsp;— Львів: Вид-во Львів. політехніки, 2015.&nbsp;— 316 с. : іл.&nbsp;— Бібліогр. в кінці розділ.&nbsp;— ISBN 978-617-607-789-3
* Lunar Laser Ranging, JPL NASA
* Басов Н. Г., Кокурин Ю.&nbsp;Л.&nbsp;Лазерная локация Луны // Наука и человечество.&nbsp;— М.: Знание, 1986.&nbsp;— С. 262—277.
* [http://esu.com.ua/search_articles.php?id=53024 Лазерне зварювання] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170903232032/http://esu.com.ua/search_articles.php?id=53024 |date=3 вересня 2017 }} //{{ЕСУ}}
* {{ТС_Буд|частина=Лазерне зварювання|сторінки =115}}
* ''Черненко В. С., Ківдрачук М. В., Дудка О. І.'' Променеві методи обробки: Навч. посібник.&nbsp;— К.: Кондор, 2004.&nbsp;— 166 с.&nbsp;— ISBN 966-7982-70-X
* ''Картавов С. А., Коваленко В. С.'' Применение оптических квантовых генераторов для технологических целей.&nbsp;— К.: Техніка, 1967&nbsp;— 80 с.
* ''Elion H. A.'' Laser Systems and Applications.&nbsp;— London; Edingburg: Elsevier, 1967.&nbsp;— 636 p.&nbsp;— ISBN 978-0080122366.
* ''Коваленко В. С.'' Обработка материалов импульсным излучением лазеров.&nbsp;— К.: Вища школа, 1977&nbsp;— 44 с.
* ''Реди Дж.'' Промышленные применения лазеров / Пер. с англ.&nbsp;— М.: Наука, 1981.&nbsp;— 638 с.
* ''Коваленко В. С.'' Лазерная технология: учебник.&nbsp;— К.: Вища школа, 1989.
[[Категорія:Лазери]]
[[Категорія:Оптика]]
[[Категорія:Електромагнітний спектр]]
[[Категорія:Лазерна фізика]]
[[Категорія:Електромагнітне випромінювання]]
[[Категорія:Терапія]]
[[Категорія:Технології]]
[[Категорія:Обробка матеріалів]]