{"id":3101,"date":"2010-05-27T19:08:07","date_gmt":"2010-05-27T16:08:07","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=3101"},"modified":"2011-08-08T21:27:24","modified_gmt":"2011-08-08T18:27:24","slug":"laseri-50-sunnipaev-laserrelvadest-blu-rayni","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=3101","title":{"rendered":"Sidney Perkowitz: laserrelvadest Blu-rayni. Laseri 50 s\u00fcnnip\u00e4ev"},"content":{"rendered":"

,,Surmarelv!” ja ,,Kena idee, kuid mis sellest kasu on?” olid esimesteks reaktsioonideks laserite kohta. Praeguseks on laserid osa meie igap\u00e4evaelust, lihtsatest aparaatidest kuni popkultuurini v\u00e4lja.<\/strong><\/p>\n

Enne kui pahatahtlik Empire<\/em> filmist Star Wars Episode IV: A New Hope<\/em> lasi t\u00e4helaeva\u00a0Death Star’i<\/em> laseriga \u00f5hku terve planeedi, olid laserid juba rohkem kui puhas fantaasia. Laserid muutsid juba siis\u00a0meie elu, m\u00f5nikord ka nii dramaatiliselt, et tekkis k\u00fcsimus: mis on tegelikkus ja mis fantaasia?<\/p>\n

Laserite taga peituval f\u00fc\u00fcsikal on oma pikk ajalugu. \u00dcheks esimeseks oluliseks verstapostiks on aasta 1917, kui Einstein<\/strong>, p\u00e4rast suurt edu relatiivsusteooria ning footonite alal, tutvustas oma ideed indutseeritud kiirgusest,\u00a0mille kohaselt\u00a0footon kutsub ergastunud aatomis esile teise, identse footoni kiirgumise. Ligi nelik\u00fcmmend aastat hiljem kasutas USA f\u00fc\u00fcsik Charles Townes<\/strong> v\u00f5imsate mikrolainete saamiseks \u00f5\u00f5nsuses paiknevast molekulidega keskkonnast just seda fenomeni. P\u00f5hiprotsessi v\u00f5ttis ta kokku nimetusega ‘mikrolaine v\u00f5imendus sundkiirguse abil'(ingl. keeles microwave amplification by stimulated emission of radiation, toim), l\u00fchidalt ‘maser<\/a><\/strong>‘.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Deathstar'i surmakiir<\/p><\/div>\n

Hiljem\u00a0pakkusid Townes ja tema kolleeg Arthur Schawlow<\/strong> v\u00e4lja taolise meetodi n\u00e4htava valguse saamiseks. p\u00e4rast mida tegi Theodore Maiman<\/strong> Hughes’i Teaduslaboratooriumist<\/strong> Californias selle ka t\u00f5elisuseks. 1960. aastal v\u00f5mendas ta punast valgust tahkes rubiinpulgas – maailma esimene laser<\/a>. Nime m\u00f5tles v\u00e4lja Gordon Gould<\/strong>, sel ajal Columbia \u00dclikoolis<\/strong> t\u00f6\u00f6danud doktorantuuri l\u00f5petanu. Ta v\u00f5ttis s\u00f5na ‘maser’ ja asendas s\u00f5na ‘mikrolaine’ s\u00f5naga ‘valgus'(ingl. keeles light, toim), ning sai hiljem patendi oma panuse eest laseritehnoloogiasse.<\/p>\n

P\u00e4rast Maimani valmistatud esimese laseri demonstratsiooni oli sel alal palju \u00e4revust ning entusiasmi, ning varsti j\u00e4rgneski rubiinlaserile heelium-neoon ehk HeNe laser<\/a>, mis leiutati 1960. aastal Bell’i Laboratooriumis<\/strong>. Seesugune laser suutis t\u00f6\u00f6tada v\u00e4ikesel, v\u00e4he energiat n\u00f5udval seadmel ning kiirgas stabiilset erkpunast kiirgust lainepikkusega 633 nanomeetrit. Ent\u00a0kui kaks aastat hiljem m\u00e4rkasid\u00a0General Electricu<\/strong> teadlased\u00a0lasern\u00e4htust pooljuht galliumarseniidist valmistatud elektridioodil, valmis k\u00e4ep\u00e4rasemgi seade. See esimene laserdiood <\/a>on olnud aluseks suurele hulgale pisiseadmetele, mis kiirgavad erinevaid lainepikkuse ning energiaga kiiri. Dioodlaserist sai kiiresti\u00a0enimkasutatav laserit\u00fc\u00fcp ning ta on seda\u00a0ka praegu\u00a0– vastavalt hiljutisele turuuuringule m\u00fc\u00fcdi neid 2004. aastal 733 miljonit.<\/p>\n

Parem elu t\u00e4nu laseritele<\/h3>\n

Laserite erinevate t\u00fc\u00fcpide k\u00e4ttesaadavusege kasvas ka erinevate rakenduste arv, seesugused seadmed on meie ellu tunginud erakordselt suures ulatuses. Kuigi Maiman’i pani kohkuma v\u00e4ide nagu tema leiutis oleks ‘surmakiir’,\u00a0said relvas kasutatava v\u00f5imsusega laserrelvad reaalsuseks\u00a0alles 20 aastat hiljem. T\u00f5epoolest, enimkasutatavad laserid annavad v\u00e4lja k\u00f5igest millivatise energiaga kiiri.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Laserite erinevad rakendused<\/p><\/div>\n

15 aastat p\u00e4rast HeNe ning dioodlaserite leiutamist said need aluseks v\u00f6\u00f6tkoodide\u00a0skaneerimisele – mustvalge mustri arvutiseeritud registreerimine, mille j\u00e4rgi tuvastatakse toode vastavalt tema universaalsele tootekoodile, UPC-le. Idee sellise meetodi kasutamiseks m\u00fc\u00fcgis ning invertorides p\u00e4rineb 1930ndatest, kuid esimene UPC-ga varustatud toode – pakk Wrigley’si n\u00e4tse – ilmus poeletile alles 1974. aastal. T\u00e4nap\u00e4eval on see tehnoloogia \u00fclemaailmselt kasutuses k\u00fcmnetes t\u00f6\u00f6stuses, triipkoode skaneeritakse biljoneid kordi p\u00e4evas ning v\u00e4idetavalt s\u00e4\u00e4stavad ostjad, edasim\u00fc\u00fcjad ja tootjad\u00a0seel\u00e4bi aastas biljoneid dollareid.<\/p>\n

Samuti hakkasid laserid domineerima suhtlusvahendites. N\u00fc\u00fcdseks \u00fchendavad nad\u00a0v\u00f5rkudeks\u00a0miljoneid arvuteid \u00fcle kogu maailma,\u00a0seda t\u00e4nu optilistele klaaskiududele<\/a>,\u00a0m\u00f6\u00f6da mida liiguvad kiirustel mitu terabaiti sekundis kahends\u00fcsteemis bitid. Optiliste kaablitega infrastruktuuri hakkasid telefonifirmad paigaldama 1970ndate l\u00f5pupoolel, esimene \u00fcle Atlandi ulatuv ning \u00a0USA-d Euroopaga \u00fchendav kiudkaabel\u00a0alustas t\u00f6\u00f6d 1988. aastal. T\u00e4nap\u00e4eval\u00a0on \u00fcle kogu maailma vee all tuhandeid kilomeetreid kiudoptilisi kaableid. Seda globaalv\u00f5rgustikku hoiavad t\u00f6\u00f6s laserdioodid, mis viivad valgust kiududesse, millede l\u00e4bim\u00f5\u00f5t on k\u00f5igest paar mikromeetrit. Pikkade distantside l\u00e4bimine kiududes levivat valguslainet praktiliselt ei m\u00f5juta, lainepikkused ei muutu pea \u00fcldse. Selles rollis on laserid osaks meie globaliseeruvast maailmast.<\/p>\n

1964. aastal ilmunud bondifilmis Goldfinger <\/em>v\u00f5is aga n\u00e4ha laserit, mis l\u00f5ikas metallplaati. Sellele aga j\u00e4rgnesidki n\u00e4htamatut infrapunalainet kiirgavad v\u00f5imsad s\u00fcsinikdioksiidlaserid<\/a>. 1964. aasta leiutatud (CO2) lasereid, mis kiirgasid v\u00e4simatult sadu vatte, hakati t\u00f6\u00f6stuslikus l\u00f5ikamises kasutama 1970ndatel. N\u00fc\u00fcd on saadaval kilovatised versioonid, mida kasutatakse ‘kaugkeevitamisel’ n\u00e4iteks autot\u00f6\u00f6stuses, kus juhitud laserkiir suudab \u00fclikiirelt l\u00f5petada mitu kohtkeevitust. K\u00f5rgenergiaga laserid on sobilikud kasutamiseks ka muudeks t\u00f6\u00f6stus\u00fclesannetes.<\/p>\n

Digitaalmeedia<\/h3>\n

Kuid lisaks laserite abistavatele ja praktilistele kasutusviisidele, mida on nad teinud meie meelelahutuseks? Esiteks, laserites on valguslaineid v\u00f5imalik \u00fclit\u00e4pselt kontrollida, seel\u00e4bi saab helilaineid digitaalformaadis\u00a0salvestada kui pisikesi m\u00e4rgistusi, tagasim\u00e4ngitava heli t\u00e4psus on v\u00e4ga k\u00f5rge. ’70ndate l\u00f5pus hakkasid Sony<\/strong> ja Philips<\/strong> v\u00e4lja t\u00f6\u00f6tama viisi 12-sentimeetrise diameetriga l\u00e4ikivatele plastikketastele,CD<\/a>-dele, digitaalselt kodeeritavat muusikat. Digitaalseid bitte t\u00e4histasid plastikule kantud mikromeetrisuurused s\u00fcvendid, neid skaneeris taasesituseks CD-m\u00e4ngijas asuv laserdiood. Tagasi vaadates v\u00e4\u00e4riks see tehnoloogia eraldi muusikalist kiidulaulu, kuid esimene, 1982. aastal v\u00e4lja lastud CD oli k\u00f5igest rokkartisti Billy Joel’i\u00a0 “52nd Street.”<\/p>\n

1990ndate keskel\u00a0tehti CD-de 74-minutilise mahtuvuse\u00a0\u00fcle suur edusamm t\u00e4nu digitaalsetele videoplaatidele(DVD<\/a>-dele), kuhu mahub\u00a0terve film. 2009. aastal ilmusid Blu-ray kettad(BD<\/a>-d), mis\u00a0mahutavad kuni 50 gigabaiti, mis on piisav \u00fclik\u00f5rge resoultsiooniga filmi\u00a0salvestamiseks. Nende formaatide erinevuseks on\u00a0kirjutamiseks ja lugemiseks kasutatavate lainepikkuste erinevus –\u00a0CD-del 780 nm, DVD-del 650 nm ning BD-del 405 nm. L\u00fchemate lainepikkuste abil saab teha v\u00e4iksemaid m\u00e4rgistusi ilma difraktsiooni segava m\u00f5juta, see aga lubab \u00fchele ruumi\u00fchikule mahutada rohkem andmeid.<\/p>\n

Kuigi allalaadimiste revolutsioon on viinud CD-de m\u00fc\u00fcgi languseni on laserid meelelahutus\u00e4ris siiski vajalikud. Nad kannavad muusikat, filme ja k\u00f5ike, mida on v\u00f5imalik internetist vaadata v\u00f5i alla laadida ning salvestavad\u00a0need meie arvutitesse, nutitelefonidesse ja muudesse digiseadmetesse.<\/p>\n

Surmakiir?<\/h3>\n

Kuigi laserrelvadega kaasnev moraalsus on k\u00fcsitav, kasutatakse lasereid ka muudes, vaieldamatult heades\u00a0rakendustes, n\u00e4iteks meditsiinis. Esimest korda kasutati laserit meditsiinilistel eesm\u00e4rkidel 1961. aastal, kui Columbia \u00dclikooli\u00a0arstid h\u00e4vitasid rubiinlaseriga patsiendi v\u00f5rkkestal asuva kasvaja. Et laserkiir siseneb silma ilma seda kahjustamata, on oftalmoloogia<\/a> lasermeetoditest enim kasu saanud. Laserite mitmek\u00fclgsus on aga viinud ka laserdiagnoosini\u00a0ning ravimeetoditeni muudes meditsiinivaldkondades.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Laserite kasutusv\u00f5imalusi<\/p><\/div>\n

CO2 ja muud t\u00fc\u00fcpi erinevate lainepikkuste, energiate ja impulss-sagedustega\u00a0laserite abil saavad arstid \u00fclit\u00e4pselt kudet aurustada ning samuti kudet l\u00f5igata, haava samal ajal traumade \u00e4rahoidmiseks\u00a0kauteriseerides. \u00dcheks meditsiinilise kasutuse n\u00e4iteks on LASIK<\/a><\/strong>(ingl. keeles laser-assisted in situ keratomileusis), laseri ja mikrokeratoomi abil sooritatav refraktiivkirurgiline protseduur silma defektidest tulenevate n\u00e4gemish\u00e4irete korrigeerimiseks, kus laserkiire abil\u00a0muudetakse v\u00f5rkkesta kuju. 2007. aastaks oli selle protseduuri l\u00e4bi teinud juba ligi 17 miljonit inimest \u00fcle maailma.<\/p>\n

Dermatoloogias<\/a> kasutatakse lasereid rutiinselt hea- ja pahatahtlike nahakasvajate ravimiseks ning samuti kosmeetilistes protseduurides, n\u00e4iteks s\u00fcnnim\u00e4rkide ja tatoveeringute eemaldamisel.<\/p>\n

\u00d5ilsa eesm\u00e4rgi nimel kasutatakse lasereid ja baas- ja rakendusteaduses. \u00dche m\u00e4rkimisv\u00e4\u00e4rse n\u00e4itena v\u00f5ib tuua National Ignition Facility<\/strong>(NIF), mis asub Lawrence Livermore Rahvuslikus Laboratooriumis<\/strong> Californias. NIF’i 192 ultraviolettvalgust kiirgavad laserid, mis asuvad 10-korruselises staadionisuuruses hoones, on m\u00f5eldud deuteeriumiga<\/a> t\u00e4idetud millimeetri suuruse kuulikese laskmiseks l\u00fchiajalise laserimpulsiga, millel energiat mitmesaja teravati ringis. Niiviisi loodetakse saavutada t\u00e4htedes v\u00f5i tuumaplahvatuses olevad tingimused, lubades uurida nii astrof\u00fc\u00fcsikalisi protsesse kui ka tuumarelvi.<\/p>\n

\u00dcldsusele rohkem teadaolevaks eesm\u00e4rgiks on indutseerida vesiniku tuuma s\u00fcnteesumist <\/a>heeliumiks, ka P\u00e4ikeses toimuv protsess.<\/p>\n

Laserid igap\u00e4evakultuuris<\/h3>\n

\u00dcliv\u00f5imsate ning \u00fclin\u00f5rkade laserite vahele j\u00e4\u00e4vad aga keskmise v\u00f5imsusega laserid, millede abil on v\u00f5imalik valmistada h\u00e4stin\u00e4htavaid seadmeid nii kunsti kui meelelahutuse tarbeks. Suur laserkunsti kujutav n\u00e4itus peeti Cincinnati Kunstimuuseumis<\/strong> juba 1969. aastal.<\/p>\n

\"\"<\/a>Ent laserid on veelgi rohkem n\u00e4htaval olnud suurtes kohtades. ’60ndatel leiutati laserkiired, mis j\u00e4lgivad d\u00fcnaamiliselt muusikat ning j\u00e4rgivad keerulisi mustreid ruumis. See viis silmapaistvate demonstratsioonideni, n\u00e4iteks 1970. aasta Expo maailman\u00e4ituse<\/strong> showni Osakas, Jaapanis<\/strong>.<\/p>\n

Laserid on m\u00e4rgatavalt m\u00f5jutanud nii meie igap\u00e4evaelu kui ka teadust. Maseritena on nad olnud osaks teaduslikust uurimust\u00f6\u00f6st, kaasaarvatud uuringud v\u00e4ljaspool laserteadust ennast, mis on toonud endaga kaasa rohkem kui 10 Nobeli preemiat. Neist esimeseks oli 1964. f\u00fc\u00fcsikapreemia Charles Townes<\/strong>‘ile, Alexandr Prokhorovile<\/strong> ning Nicolay Basovile<\/strong> nende fundamentaalse t\u00f6\u00f6 eest laserite alal. Teiste laseritega\u00a0seotud Nobeli preemiate hulka kuulub holograafia leiutamine ning esimese Bose-Einstein<\/strong> kondensaadi <\/a>valmistamine, mis\u00a0saadi laserjahutades aatomipilve \u00fclimadalatel temperatuuridel.\u00a0Samuti on laserid k\u00fcmnetes rakendustes alates Ramani spektroskoopiast <\/a>kuni optikaseadmetest astronoomiliste teleskoopideni teaduse tegemisega otseselt seotud.<\/p>\n

Isegi k\u00f5ige suurema m\u00f5ttelennuga ulmekirjanikud ei osanud ette n\u00e4ha, et Maimani leiutis muudab muusika\u00e4ri, loob helendava kunsti ning on\u00a0kasutuses supermarketites \u00fcle kogu maailma. V\u00e4hemasti laserite kultuurilise m\u00f5ju poolest \u00fcletab reaalsus t\u00f5epoolest v\u00e4ljam\u00f5eldisi.<\/p>\n

Artikli allikas asub siin<\/a>, antud artikkel on vaid l\u00fchikokkuv\u00f5te.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

,,Surmarelv!” ja ,,Kena idee, kuid mis sellest kasu on?” olid esimesteks reaktsioonideks laserite kohta. Praeguseks on laserid osa meie igap\u00e4evaelust, lihtsatest aparaatidest kuni popkultuurini v\u00e4lja. Enne kui pahatahtlik Empire filmist Star Wars Episode IV: A New Hope lasi t\u00e4helaeva\u00a0Death Star’i laseriga \u00f5hku terve planeedi, olid laserid juba rohkem kui puhas fantaasia. Laserid muutsid juba siis\u00a0meie […]<\/p>\n","protected":false},"author":32,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[],"class_list":{"0":"post-3101","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-teadusuudis","7":"entry","8":"has-post-thumbnail"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3101","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/32"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=3101"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/3101\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=3101"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=3101"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=3101"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}