雷射光的實際運用

文/露 |2022.07.29
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圖/123RF

文/露

雷射在生活上的應用多到不勝枚舉,而科學家們在相關的研究上也一直有新的突破,才能創造出更經濟、效率的成果。如此簡單的「受激發輻射而產生光放大」這種現象,藉著不同的變因、狀態、介質(指能吸收或發射光的物質),而展現出各種多樣化的特質,也因此得以被廣泛應用到不同的層面,來看看它如何融入我們的生活吧!

亮度高強 光色純粹

雷射的高能量在軍事上的用途我們先不細談。工商業利用它能聚焦又高強度的特性,來做精準的切割及鑽孔、雕刻等用途。

在設計上我們可以控制共振腔及其他條件,使振動波長有一致性,讓雷射的出光頻率(波長)範圍很窄,造就出視覺上單一顏色的光線,讓我們「調配」出自己需求的色彩來組合應用。例如最新科技的雷射電影機,就利用紅綠藍三原色雷射來創造出高亮度、高對比、色彩鮮明的視覺影像效果。

高方向性 調性整齊

雷射不像其他光源向四周散佈,它的發散角非常小,這個特性應用到很多光學或測量上。例如簡報使用的投影筆、觀星必備的觀星筆,因為夠亮夠準直,指向遠方的天際當然輕而易舉!聰明的科學家也利用雷射,由此端到彼端準直的往返,加上運算公式,便能量測兩端點的距離(雷射測距)。還有在通訊上,半導體雷射產生的光訊號,透過光纖傳送,效率及品質都比電纜來的好呢!

雷射在時間、空間上,其波峰、波谷有一致性,簡單來說,就是光子們很整齊的前進!不胡亂干擾,這個特質讓雷射可維持強度,長距離傳播!另外,通訊及科學運算等領域,必須精準定位光的波長、相位,雷射讓訊號傳遞不失準!

前面提到介質,不同的介質如原子、離子、分子等,會吸收不同波段的電磁波,因此造就雷射不同的特質。一直以來都很夯的醫學美容,雷射當然是不小的功臣。針對人體不同細胞(例如黑色素、血紅素……)對不同波段的最佳吸收率,再調整適當的雷射功率,便可輕鬆安全的擊退黑斑、毛髮、增長真皮層膠原蛋白等。配合一種極短脈衝的雷射,在極短的時間提供能量,只破壞微小範圍的目標,而不傷害周邊的組織,可說是兩全其美,這點在手術醫療上更是貢獻良多。

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