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激光对人体的作用(激光对人体有哪些好处)激光,具有普通光源发出的光的所有光学特性,是上世纪六十年代所诞生和 发展起来的新技术。 但它又不是普通的光, 其特性是任何光都无法比拟的。 激光 能量密度高,其亮度比太阳表面还高数百亿倍; 激光方向性强,其发散度仅 为毫弧度量级,所以用途非常广泛。由于激光的优异特性,使激光在工业生产, 科技探测, 军事等方面得到了广泛应用。
激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势:
①由于它是无接触加工, 并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调, 因 此可以实现多种加工的目的。
②它可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性、及高 熔点的材料。
③激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。
④激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对 非激光照射部位没有影响或影响极小。因此,其热影响区小,工件热变形小,后 续加工量小。
⑤它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。
⑥由于激光束易于导向、 聚集实现作各方向变换, 极易与数控系统配合, 对 复杂工件进行加工,因此是一种极为灵活的加工方法。
⑦使用激光加工,生产效率高,质量可靠,经济效益好。
激光在工业上的各种应用:
1、激光技术在焊机上的应用。激光能量密度高,方向性强,激光焊接就是应用激光发生器产生的光经过光 学处理后照射在待焊接材料的部位上,并产生热量以形成永久性连接的工艺过程。
2、激光技术在晶片 /芯片加工领域的应用。目前业界讨论最多的激光划片技术主要有几种, 其主要特征都是由激光直接 作用于晶圆切割道的表面, 以激光的能量使被作用表面的物质脱离, 达到去除和 切割的目的 但是这种工艺在工作过程中会产生巨大的热量,并导致对器件本身 的热损伤,甚至会产生热崩边 (Chipping,被剥离物的沉积 (Deposition等难以有 效解决的问题。
3、激光打标技术。该技术利用高能量密度的激光束对 目标作用,使目标表面发生物理或化学的变化 , 从而获得可见图案的标记方式 高能量的激光束聚焦在材料表面上,使材料迅速汽化,形成凹坑 随着激光束在 材料表面有规律地移动同时控制激光的开断, 激光束也就在材料表面加工成了一 个指定的图案 激光打标与传统的标记工艺相比有明显的优点:(a 标记速度快, 字迹清晰 永久; b 非接触式加工,污染小,无磨损; c 操作方便,防伪功能 强; d 可以做到高速自动化运行,生产成本低)。
4、激光技术在机床工业中的应用。由于激光具有良好 的方向性, 因而是准直技术理想的光源。 激光准直技术已在大型、 精密机床导轨 和滑板直线度测量中获得应用。
5、激光清洗。激光清洗法是一种全新的清洗方法,它的出现源于激光独特的材料选择性:一定功率的 YAG 激光器能轻松地切割金属却不能穿透一张纸的厚度, 而一定功 率的 CO2 激光器能轻易地切割木材 塑料却不能切割一张铝箔 网穴中残余的 墨膜囤积物多为非金属材质而网纹的材料多为金属, 这就为激光材料选择性的应 用提供了空间。
6、激光技术在汽车工业中的应用:激光切割。
7、激光在军事上的应用:激光测距仪、激光制导、激光拦截、 激光防护、 激光对抗、 激光引信等。
8、激光技术在光纤通信,船舶维修,在作物育种,在材料加工领域等等 方面的发展都是很可观的,未来发展的潜力也是非常巨大。
随着激光技术研究的逐渐深入,那些现在才刚刚技术起步的技术,如激光合金化与熔覆,激光毛化,激光纳米材料等,这些技术还有很大的发展空间,未来也会有推进我国工业生产技术革新,提高生产率。
气味有伤害,那些气味都是有毒的;另外打标时的光线不要直视,不然时间长了眼睛会有刺痛感。 激光打标机(laser marking machine)是用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记。
打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质,从而刻出精美的图案、商标和文字,激光打标机主要分为,CO2激光打标机,半导体激光打标机、光纤激光打标机和YAG激光打标机,目前激光打标机主要应用于一些要求更精细、精度更高的场合。应用于电子元器件、集成电路(IC)、电工电器、手机通讯、五金制品、工具配件、精密器械、眼镜钟表、首饰饰品、汽车配件、塑胶按键、建材、PVC管材。
激光产生的原理:
原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量以光子的形式放出。被引诱(激发)出来的光子束(激光),其中的光子光学特性高度一致。这使得激光比起普通光源,激光的单色性好,亮度高,方向性好。
应用:
1、激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源,识别物体等的一门技术,传统应用最大的领域为激光加工技术。
2、激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。根据作战用途的不同,激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成,2013年通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。
3、激光通信,是激光在大气空间传输的一种通信方式。激光大气通信的发送设备主要由激光器(光源)、光调制器、光学发射天线(透镜)等组成;接收设备主要由光学接收天线、光检测器等组成。
激光加工技术主要有以下独特的优点 1、使用激光加工,生产效率高,质量可靠,经济效益。 2、可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工;在恶劣环境或其他人难以接近的地方,可用机器人进行激光加工。 3、激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。 4、可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料。
缺点 激光切割由于受激光器功率和设备体积的限制,激光切割只能切割中、小厚度的板材和管材,而且随着工件厚度的增加,切割速度明显下降。激光切割设备费用高,一次性投资大。
激光对眼睛和视觉的损伤会灼伤生物组织,尤其是视网膜。由于激光束可以通过眼睛自身的屈光系统聚焦到视网膜上的一个非常小的点上,因此光能高度集中并导致灼伤。红外线或微波区域的激光辐射会被虹膜或晶体吸收,造成热损伤,导致虹膜炎和白内障。
1)切割质量好。切口宽度窄(一般为0.1--0.5mm)、精度高(一般孔中心距误差0.1--0.4mm,轮廓尺寸误差0.1--0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般Ra 为12.5--25μm),切缝一般不需要再加工即可焊接。
(2)切割速度快。例如采用2KW 激光功率,8mm 厚的碳钢切割速度为1.6m/min;2mm 厚的不锈钢切割速度为3.5m/min,热影响区小,变形极小。
(3)清洁、安全、无污染。大大改善了操作人员的工作环境。当然就精度和切口表面粗糙度而言,CO2激光切割不可能超过电加工;就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平。但是就以上显著的优点足以证明:CO2激光切割已经和正在取代一部分传统的切割工艺方法,特别是各种非金属材料的切割。它是发展迅速,应用日益广泛的一种先进加工方法。
(4)非接触式切割。激光切割时割炬与工件无接触,不存在工具的磨损。加工不同形状的零件,不需要更换“刀具”,只需改变激光器的输出参数。激光切割过程噪声低,振动小,无污染。
(5)切割材料的种类多。与氧乙炔切割和等离子切割比较,激光切割材料的种类多,包括金属、非金属、金属基和非金属基复合材料、皮革、木材及纤维等。但是对于不同的材料,由于自身的热物理性能及对激光的吸收率不同,表现出不同的激光切割适应性。
激光对冶疗脑梗有什么作用(脑肿瘤激光治疗有没有副作用)当有一些眼底出血或者是渗出的情况下,可以通过眼底激光来进行治疗,封闭出血的血管,减少新生血管的产生,防止渗漏。当然打激光也是有一定副作用的,如果配合不好,可以引起眼底出血、水肿等情况。另外由于打激光以后可以引起视网膜形成疤痕,多少对视力或视野有一定的影响。
1917年:爱因斯坦提出“受激发射”理论,一个光子使得受激原子发出一个相同的光子。
1953年:美国物理学家Charles Townes用微波实现了激光器的前身:微波受激发射放大(英文首字母缩写maser)。
1957年:Townes的博士生Gordon Gould创造了“laser”这个单词,从理论上指出可以用光激发原子,产生一束相干光束,之后人们为其申请了专利,相关法律纠纷维持了近30年。
1960年:美国加州Hughes 实验室的Theodore Maiman实现了第一束激光。
1961年:激光首次在外科手术中用于杀灭视网膜肿瘤。
1962年:发明半导体二极管激光器,这是今天小型商用激光器的支柱。
1969年:激光用于遥感勘测,激光被射向阿波罗11号放在月球表面的反射器,测得的地月距离误差在几米范围内。
1971年:激光进入艺术世界,用于舞台光影效果,以及激光全息摄像。英国籍匈牙利裔物理学家Dennis Gabor凭借对全息摄像的研究获得诺贝尔奖。
1974年:第一个超市条形码扫描器出现。
1975年:IBM投放第一台商用激光打印机。
1978年:飞利浦制造出第一台激光盘(LD)播放机,不过价格很高。
1982年:第一台紧凑碟片(CD)播放机出现,第一部CD盘是美国歌手Billy Joel在1978年的专辑52nd Street。
1983年:里根总统发表了“星球大战”的演讲,描绘了基于太空的激光武器。
1988年:北美和欧洲间架设了第一根光纤,用光脉冲来传输数据。
1990年:激光用于制造业,包括集成电路和汽车制造。
1991年:第一次用激光治疗近视,海湾战争中第一次用激光制导导弹。
1996年:东芝推出数字多用途光盘(DVD)播放器。
2008年:法国神经外科学家使用广导纤维激光和微创手术技术治疗了脑瘤。
2010年:美国国家核安全管理局(NNSA)表示,通过使用192束激光来束缚核聚变的反应原料、氢的同位素氘(质量数2)和氚(质量数3),解决了核聚变的一个关键困难。
2011年3月,研究人员研制的一种牵引波激光器能够移动物体,未来有望能移动太空飞船。
2013年1月,科学家已经成功研制出可用于医学检测的牵引光束。
2014年6月5日美国航天局利用激光束把一段时长37秒、名为“你好,世界!”的高清视频,只用了3.5秒就成功传回,相当于传输速率达到每秒50兆,而传统技术下载需要至少10分钟。
激光扫描共聚焦显微镜(Confocal laser scanning microscope,CLSM)是近代最先进的细胞生物医学分析仪器之一。目前,激光扫描共聚焦显微技术已用于细胞形态定位、立体结构重组、动态变化过程等研究,并提供定量荧光测定、定量图像分析等实用研究手段,结合其他相关生物技术,在形态学、生理学、免疫学、遗传学等分子细胞生物学领域得到广泛应用。1. 组织和细胞中的定量荧光测定 激光扫描共聚焦显微镜可以从固定和荧光染色的标本以单波长、双波长或多波长模式,对单标记或多标记的细胞及组织标本的共聚焦荧光进行数据采集和定量分析,同时还可以利用沿纵轴上移动标本进行多个光学切片的叠加, 形成组织或细胞中荧光标记结构的总体图像,以显示荧光在形态结构上的精确定位。 常用于原位分子杂交、肿瘤细胞凋亡观察、单个活细胞水平的 DNA 损伤及修复等定量分析。2. 细胞间通讯的研究 动物和植物细胞中缝隙连接介导的胞间通信在细胞增殖和分化中起着重要作用。 激光扫描共聚焦显微镜可通过观察细胞缝隙连接分子的转移来测量传递细胞调控信息的一些离子、小分子物质。 该技术可以用于研究胚胎发生、生殖发育、神经生物学、肿瘤发生等过程中缝隙连接通讯的基本机制和作用,也可用于鉴别对缝隙连接作用有潜在毒性的化学物质。3. 细胞物理化学测定 激光扫描共聚焦显微镜可对细胞形状、周长、面积、平均荧光强度及细胞内颗粒数等参数进行自动测定。 能对细胞的溶酶体、线粒体、内质网、细胞骨架、结构性蛋白质、DNA、RNA、酶和受体分子等细胞内特异结构的含量、组分及分布进行定量、定性、定时及定位测定。4. 细胞内钙离子和 pH 值动态分析 激光扫描共聚焦显微镜技术是测量若干种离子浓度并显示其分布的有效工具,对焦点信息的有效辨别使在亚细胞水平显示离子分布成为可能。 利用荧光探针,激光扫描共聚焦显微镜可以测量单个细胞内 pH 和多种离子(Ca2+、K+、Na+、Mg2+)在活细胞内的浓度及变化。 一般来说,电生理记录装置加摄像技术检测细胞内离子量变化的速度相对较快,但其图像本身的价值较低,而激光扫描共聚焦显微镜可以提供更好的亚细胞结构中钙离子浓度动态变化的图像,这对于研究钙等离子细胞内动力学有意义。4. 三维图像的重建 传统的显微镜只能形成二维图像,激光扫描共聚焦显微镜通过对同一样品不同层面的实时扫描成像,进行图像叠加可构成样品的三维结构图像。 它的优点是可以对样品的立体结构分析,能十分灵活、直观地进行形态学观察,并揭示亚细胞结构的空间关系。5. 荧光漂白恢复技术 该方法的原理是一个细胞内的荧光分子被激光漂白或淬灭,失去发光能力,而邻近未被漂白细胞中的荧光分子可通过缝隙连接扩散到已被漂白的细胞中,荧光可逐渐恢复。 可通过观察已发生荧光漂白细胞其荧光恢复过程的变化量来分析细胞内蛋白质运输、受体在细胞膜上的流动和大分子组装等细胞生物学过程。6. 长时程观察细胞迁移和生长 活细胞观察通常需要一定的加热装置及灌注室,以保持培养液的适宜温度及 CO2 浓度的恒定。 目前的激光扫描共聚焦显微镜,其光子产生效率已大大改善,与更亮的物镜和更小光毒性的染料结合后可以减小每次扫描时激光束对细胞的损伤,用于数小时的长时程定时扫描,记录细胞迁移和生长等细胞生物学现象。7. 在细胞及分子生物学基础研究中的应用 激光扫描共聚焦显微镜应用照明针与检测孔共轭成像,有效抑制了焦外模糊成像并可对标本各层分别成像,对活细胞行无损伤的“光学切片”这种功能也被形象的称为“显微 CT”。CLSM 还可以对贴壁的单个细胞或细胞群的胞内、胞外荧光作定位、定性、定量及实时分析,并对胞内成分如线粒体、内质网、高尔基体、DNA、RNA、Ca2+、Mg2+、Na+ 等的分布、含量等进行测定及动态观察,使细胞结构和功能方面的研究达到分子水平。8. 在肿瘤和抗癌药物筛选研究中的应用 普通显微镜及电子显微镜,仅能对肿瘤相关抗原进行定性分析,而 CLSM 则可对单标记或者多标记细胞、组织标本及活细胞进行重复性极佳的荧光定量分析,从而对肿瘤细胞的抗原表达、细胞结构特征,抗肿瘤药物的作用及机制等方面定量化。9. 在血液病学和医学免疫学研究中的应用 激光扫描共聚焦显微镜观察免疫细胞和系统,如树突状细胞、单核-吞噬细胞系统、自然杀伤细胞、淋巴细胞时,在准确细胞定位的同时有效鉴定免疫细胞的性质。10. 在大脑和神经科学中的应用 激光扫描共聚焦显微镜分层扫描发现神经轴突的内部结构连续性好。用激光扫描共聚焦显微镜能观察到脑干组织中神经轴突的正常走向,可排除在荧光显微镜下由此造成的一些病理假象。并且激光扫描共聚焦显微镜能观察神经轴突的三维结构,因此应用 CLSM 有可能观察到普通光镜下未能发现的神经组织的细微病变。11. 在眼科研究中的应用 利用激光扫描共聚焦显微镜可以观察晶状体,角膜、视网膜、虹膜和睫状体的结构和病理变化。12. 在骨科研究领域中的应用 激光扫描共聚焦显微镜在骨科研究领域的应用现状表明,CLSM在观测骨细胞形态学研究、骨细胞特异性蛋白(骨钙素)以及骨细胞之间的相互作用具有显著的优势。
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