Với độ đơn sắc và kết hợp cao, các tia laser đã được sử dụng rộng rãi và nhanh nhất trong ngành thông tin liên lạc.
Sơ đồ tổng quát của một máy liên lạc sử dụng laser được trình bày như hình 2.17. Máy này gồm hai bộ phận chính: bộ phận phát và bộ phận thu.
Sử dụng tia laser để truyền tin tức (các bit thông tin) có mấy ưu điểm sau: - So với sóng vô tuyến dải sóng truyền tin của laser lớn gấp bội phần. Ví
dụ với sóng vô tuyến tần số sử dụng là 104 – 3.1011Hz thì với tia laser quang học vùng ánh sáng thấy được có tần số trong khoảng 3.1012 – 15.1015Hz, nên dải sóng truyền tăng lên đến 5.104 lần. Do đó, với bức
10 1 2 5 6 7 3 4 9 8 Bộ phận PHÁT Bộ phận THU Tin tức phát 11 12 13 14 Tin tức đến 1 - Laser
2, 5 - Máy biến điện 3, 9 - Telescope 4, 8 - Nguồn nuôi 6, 12 – Bộ khuếch đại 7 – Máy tạo mã 10 – Filtre lọc
11 – Nhân quang điện 13 – Máy giải mã 14 – Máy cho tia đi ra
Hình 2.17. Sơ đồ tổng quát của một máy liên lạc sử dụng
xạ laser nằm trong khoảng 0,4 µm – 0,8 µm và với mỗi kênh truyền tin là 6,5 MHz thì sử dụng laser ta có thể có gần 80.105 kênh truyền cùng một lúc và rõ ràng gấp 105 lần kênh truyền khi sử dụng sóng cực ngắn. - Do năng lượng lớn, tia laser có thể đi xa hơn các sóng vô tuyến. Theo
tính toán, trong 1 giây khi sử dụng sóng vô tuyến phải tiêu dùng một năng lượng 10-7W để truyền 1 bit thông tin, nhưng với tia laser thì chỉ cần dùng một năng lượng 10-16W (tức giảm được hàng tỷ lần). Chính vì thế mà người ta sử dụng tia laser để truyền tin tức trong vũ trụ. Với tính toán hiện nay và với các laser hiện có, người ta có thể đạt được khoảng cách truyền là gần 100 ngàn kilomet.
- Sử dụng các bước sóng thích hợp có thể truyền tin ở các môi trường khí tượng khác nhau, như trong sương mù hay dưới biển. Ví dụ: cửa sổ của khí quyển là hợp với bức xạ 10,6 µm của laser CO2 , nước biển cho truyền qua ít hấp thụ bức xạ 0,488 µm của laser Argon, … [5].
Kết luận chương 2
Trên đây là một số ứng dụng quan trọng thường dùng của laser: Quang học phi tuyến, Holography, điều khiển các phản ứng hóa học, vi kỹ thuật laser trong công nghệ sinh học, làm lạnh nguyên tử và thông tin liên lạc. Mỗi ứng dụng đều có những đặc điểm riêng, phục vụ cho những lĩnh vực riêng biệt cụ thể, nhưng chúng đều dựa trên một vài tính chất đặc biệt của chùm tia laser.
Còn nhiều ứng dụng khác nhau nữa, muôn hình muôn vẻ. Chúng góp phần thúc đẩy khoa học phát triển, cải thiện đời sống cho con người và toàn xã hội của chúng ta. Để kết lại phần này, chúng ta chắc chắn rằng, với bước tiến của các nghiên cứu laser hiện nay, con người sẽ đạt được những gì ước mơ mà trước đây khó có thể đạt được. “Thời đại Photonic” sẽ thay thế “Thời đại Electronic” trong một tương lai không xa nữa.
KẾT LUẬN CHUNG
Laser ra đời đã mở ra cho con người cách nhìn nhận mới về ánh sáng, đồng thời thấy được những ứng dụng rộng rãi của nó trong khoa học cuộc sống, mang lại cho con người rất nhiều lợi ích. Ánh sáng laser khác hẳn những ánh sáng thông thường, bởi vì nó có những tính chất đặc trưng riêng vượt trội hơn hẳn, như là: kết hợp, đơn sắc, cường độ, định phương, không
gian, thời gian và có thể thay đổi được bước sóng tùy vào mục đích sử dụng. Do laser có những tính chất đặc biệt như vậy nên nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, như là: Quang học phi tuyến, Holography, điều khiển các phản ứng hóa học, vi kỹ thuật laser trong công nghệ sinh học, làm lạnh nguyên tử và thông tin liên lạc. Các ứng dụng của laser phổ biến trong xã hội chúng ta và những công dụng mới được phát hiện gần như hằng ngày. Nó mở ra nhiều triển vọng tươi sáng lớn lao, giải quyết nhiều khó khăn mà với nền kĩ thuật trước đây chưa thể làm được.
Hơn 50 năm sau khi laser ra đời, chúng ta vẫn đang chứng kiến một sự tiến triển vượt bậc trong lĩnh vực khoa học – công nghệ và ứng dụng laser, không chỉ trong thực nghiệm mà cả trong lý thuyết, không những trong khoa học cơ bản mà còn trong ứng dụng. Nhiệm vụ cơ bản của công nghệ laser hiện đại là không ngừng tạo ra và thay đổi được những phạm vi ứng dụng mới cho môi trường ánh sáng. Đồng thời chính bản thân laser với tư cách là máy, cần sự đơn giản về mặt thiết kế, tính gọn nhẹ, an toàn dễ dàng cho người sử dụng và có độ tin cậy cao thì laser sẽ đóng vai trò hỗ trợ cho các thiết bị khác hoạt động với hiệu quả cao hơn. Nhưng với cả hai nhiệm vụ này ở một số lĩnh vực nhất định thì chúng đã được thực thi một cách đầy ấn tượng.
Hiện vẫn đang còn rất nhiều khả năng ứng dụng đang chờ triển khai từ các phòng thí nghiệm và phòng nghiên cứu. Để có được những ứng dụng mới đó cũng như đã có được các ứng dụng khác vẫn phụ thuộc vào công nghệ laser có thể thành công tới mức nào trong việc đưa những tính chất ưu việt của laser vào những máy an toàn, gọn nhẹ và có độ tin cao.
Những ứng dụng hiện đại điển hình nhất đã được nêu ở trên, dẫu rằng vẫn còn những ứng dụng hiện đại khác nữa mà trong khoảng thời gian ngắn của luận văn không thể nêu hết được! Thời kỳ phát triển dựa vào photon vẫn
đang vững bước phát triển theo đường thẳng đứng. Công nghệ laser ngày nay đã trở thành một công nghệ vừa mang tính mở đường, vừa là nền tảng cho các thành tựu khoa học khác trong thế kỷ mới, thế kỷ của khoa học và công nghệ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Hồ Quang Quý (chủ biên), Vũ Ngọc Sáu (2005), Laser bước sóng thay
đổi và Ứng dụng, NXB ĐHQG Hà Nội.
[2]. David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker (2011), Cơ sở vật lí (tập 6), NXB Giáo dục Việt Nam.
[3]. Ngụy Hữu Tâm (2003), Những ứng dụng mới nhất của laser, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[4]. Hồ Quang Quý (2008), Quang học phi tuyến và ứng dụng, NXB ĐHQG Hà Nội.
[5]. Đinh Văn Hoàng, Trịnh Đình Chiến (1999), Vật lý Laser và Ứng dụng, Trường Đại học KHTN, Hà Nội.
[6]. Nguyễn Đại Hưng (2004), Vật lý và kỹ thuật laser, NXB ĐHQG Hà Nội. [7].Website: (a) http://www.google.com.vn
(b) http://vi.wikipedia.org
(c) http://thuvienvatly.com (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
(d) http://www.nhasinhhoctre.com
(e) http://www.hvacr.vn (tác giả: Nacesti -Tạp chí Hoạt động Khoa Học)