Lược sử lý thuyết laser

liveagain

Thành viên
Tham gia
23/4/2013
Bài viết
7
Liệu bạn có bao giờ thắc mắc rằng:
  • Điều gì làm nên những chi tiết tinh xảo của những sản phẩm trang sức hàng hiệu?
  • Hay điều gì tạo nên sự chính xác tuyệt đối trên các xe hơi và chuyên cơ đắt tiền.
luoc-su-ly-thuyet-laser-cover.jpg

Câu trả lời chính là: Công nghệ laser. (bên cạnh một vài công nghệ khác)

Để là một người tiêu dùng thông thái, bạn nên hiểu được giá trị và sự tinh vi cùng những công nghệ hiện đại mà tạo ra sản phẩm mình đang hoặc sẽ sở hữu. Vì vậy, hãy cùng Mr Laser tìm hiểu về:
Lược sử công nghệ Laser.

Bài viết đặc biệt hữu ích cho những ai muốn tếp cận kiến thức về công nghệ laser. Ví dụ như:
  • Doanh nhân muốn chọn thiết bị laser phù hợp và đảm bảo chất lượng
  • Nhân viên văn phòng, kinh tế kỹ thuật khi chọn máy để tính toán mời thầu, báo giá hay định giá gia công v.v…
  • Công nhân viên kỹ thuật muốn học hỏi để mở rộng thêm và tìm cơ hội mở rộng tay nghề.
Để hiểu được bài viết, hy vọng các bạn còn nhớ một số lý thuyết vật lý phổ thông như:
  • Lý thuyết ánh sáng, tính lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng
  • Lý thuyết cơ bản về năng lượng
  • Lý thuyết về các loại hạt cơ bản như photon, electron v.v…

Quá trình khám phá ra tia laser trên thế giới​


Laser là một hiện tượng đặc biệt của các hạt electron khi bị kích thích và phát xạ. Những khái niệm đầu tiên của trạng thái này được Albert Einstein nghiên cứu và đề cập trong các tài liệu của mình từ những năm 1917. Nó được đề cập đến như một phần trong lý thuyết lượng tử về các hạt nguyên tử và hạ nguyên tử. Trong quá trình tìm tòi và khám phá này thì Einstein và nhiều nhà khoa học hậu bối đã phát hiện ra rằng khi các electron hấp thụ năng lượng từ dòng điện hoặc ánh sáng (chuỗi hạt photon) thì có thể chuyển đổi trạng thái và giải phóng ra năng lượng dưới dạng tia và có thể phát ra ánh sáng nếu tương tác với vật chất thích hợp.

Kèm theo các khám phá ra trạng thái kích thích phát xạ của vật chất là trạng thái tia laser; các nhà khoa học cũng đã tìm ra trạng thái plasma. Tuy nhiên, để nói đầy đủ về quá trình chuyển biến vật chất này sẽ cần khá nhiều thời gian và lý giải chuyên sâu. Ở đây chúng ta chỉ tập trung về phần trạng thái laser và ứng dụng của nó trong một số mảng cụ thể.

Những cột mốc quan trọng mà việc nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng laser đã đạt được​


Nghiên cứu lý thuyết và tìm tòi hiện tượng​


1917: lần đầu tiên khái niệm Laser được đề cập trong nghiên cứu của Einstein

1953: phát minh ra máy maser , phát tia sáng từ sóng viba. Chứng minh lý thuyết về sự phát xạ kích thích của Einstein là có cơ sở.

1960: phát hiện ra laser màu hồng phát ra nhờ tương tác với hồng ngọc. Đây là loại laser đầu tiên được tạo ra nhờ tương tác với chất rắn hay còn gọi là laser chất rắn.

Trong cùng năm đó laser thể khí cũng lần đầu được phát hiện. Đó là laser helium - neon và.

1962: Robert N. Hall phát triển laser bán dẫn , tức là tạo nên tia laser từ chất bán dẫn. Ngày nay các sản phẩm này đã được phát triển ở quy mô công nghiệp.

1964: Charles Townes, Nikolai Basov và Aleksandr Prokhorov cùng nhận giải Nobel vật lý về nền tảng lý thuyết maser - laser hoàn chỉnh. Đồng thời cùng năm laser Co2 được phát hiện.

Nghiên cứu ứng dụng quy mô phòng thí nghiệm​



1970: Tạo ra diode laser liên tục hoạt động ở nhiệt độ phòng bình thường. Điều này nâng cao khả năng thương mại hoá và tiếp cận đa số của các thiết bị có áp dụng diode laser.

Cũng trong cùng năm, máy kích thích tạo laser được phát minh. Việc này tạo cơ sở cho việc nghiên cứu laser được trở nên rộng rãi hơn.
1972: Laser nhuộm hay laser chất lỏng được phát hiện. Điều này hoàn thiện về mặt thực nghiệm rằng laser có thể tạo ra từ tất cả các môi trường.

Ứng dụng ở quy mô công nghiệp​


1980: Laser sợi quang được phát minh. Nó là cơ sở của việc ra đời internet cáp quang sau này. Do đó đây là ứng dụng mang tính cách mạng cao nhất của lý thuyết và công nghệ laser.

1985: Laser femto xung ngắn. Tuy chỉ tồn tại trong vài giây nhưng laser này đã cho phép cắt được những bề mặt nhẵn mịn chính xác cao.

1990: Laser thể rắn được phát hiện. Đây là một hợp chất giúp tạo ra tia laser hiệu suất cao. Nó khiến cho các thiết bị dùng hợp chất này có thể trở nên nhỏ gọn hơn mà tạo ra được tia laser mang năng lượng lớn ở cả dạng xung và tia liên tục.

1995: Laser VCSEL được phát triển như một phương thức phát xạ chùm laser vuông tóc để dùng trong các cảm biến chuyên dụng.

2000: Cấu trúc phát Laser QCL là loại Laser được phát ra mà không kèm theo xung điện từ. Điều này giúp giảm các hiệu ứng điện từ không mong muốn trong quá trình bắn laser. Nó khiến việc phát laser bớt gây nguy hiểm hơn trong nhiều ứng dụng.

2010: Một phương thức phát laser dựa trên laser bán dẫn mang lại công suất cao được phát triển. Điều này mang đến thêm sự lựa chọn bên cạnh laser thể rắn.

2020: Các nhà khoa học đang tập trung nghiên cứu vào laser bước sóng ngắn và mang năng lượng cao. Đây là các loại laser có lẽ để phục vụ quốc phòng. Trong bối cảnh địa chính trị thế giới phức tạp và căng thẳng leo thang.

Những cánh cửa đang để ngỏ về công nghệ laser​


Rất đáng tiếc là các loại laser khác dù có thể có nhiều tiềm năng ứng dụng cho các mục đích hoà bình dù không mang hoặc phát ra năng lượng cao. Ngân sách, nguồn lực đang bị dành chỗ để phát triển các loại laser mang hướng vũ khí hơn.

Trên đây cũng là các thuật ngữ chúng ta sẽ còn tiếp tục gặp trong các bài viết về phát triển laser phục vụ mục đích hòa bình.

Cụ thể mình chọn để tìm hiểu về tiềm năng laser trong lĩnh vực may mặc và da giày. Tuy nhiên, cách tiếp cận của tôi không chỉ nhìn một cách cục bộ vào quá trình sản xuất hay tiêu thụ. Cách tiếp cận của tôi là trong cả toàn bộ vòng đời của sản phẩm từ

  • nguyên liệu
  • thu hoạch, xử lý
  • sản xuất, gia công
  • tiêu thụ
  • tiêu huỷ
Trong vòng đời này, công nghệ laser có thể phát huy nhiều vai trò. Và chúng ta sẽ biết được các loại laser nào sẽ sử dụng trong vòng đời sản phẩm dệt may nếu các bạn theo dõi hết seri bài viết của tôi. Tuy nhiên, trước đó, chúng ta vẫn cần tìm hiểu thêm về:

Việt Nam trong chuỗi giá trị laser toàn cầu (lịch sử tiếp cận công nghệ laser của Việt Nam).
Và hy vọng là có thể cùng bạn tìm hiểu về công nghệ laser cho một số mục đích hoà bình khác trong phần câu chuyện chiếc ví.
 
×
Quay lại
Top Bottom