การประยุกต์เลเซอร์


 1. การผลิตทางอุตสาหกรรม  
                        ในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมที่มีการนำเลเซอร์ไปประยุกต์  ได้แก่  อุตสาหกรรมโลหะ   พลาสติก   เซรามิก   ซึ่งใช้เลเซอร์ในการเชื่อม  ตัด  เจาะ  สกัดและการใช้ความร้อนหรือการอบผิวโลหะเพื่อทำให้แห้ง     เลเซอร์ที่ใช้งานด้านนี้ต้องเป็นเลเซอร์ที่ให้ความร้อน   ซึ่งได้แก่  CO2 ,  Nd : YAG  และ  Nd : Glass lasers  นอกจากนั้นในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์จะใช้เลเซอร์ในการเชื่อมอุปกรณ์ขนาดเล็ก  เช่น  การเชื่อมขาตัวเก็บประจุ   การเชื่อมตะกั่วบนแผงวงจร  และการตัดตัวต้านทาน (resistor  trimming)  เป็นต้น    ตลอดจนใช้เลเซอร์ในการตัดไม้แม่แบบซึ่งข้อดีของการใช้เลเซอร์ก็คือ    รอยตัดด้วยเลเซอร์สามารถตัดให้มีขนาดเล็กได้ตามที่ต้องการ   และความร้อนที่ใช้ตัดไม่มีผลต่อพื้นที่ใกล้เคียงเพราะตัดด้วยอัตราที่เร็วมาก     ดังนั้นผิวที่ตัดจึงเรียบไม่ขรุขระเหมือนการตัดด้วยแก๊สหรือเลื่อยโดยทั่วไป    ยิ่งกว่านั้นวัสดุส่วนที่ถูกตัดด้วยความร้อนจะระเหิดหายไปทันทีโดยไม่มีเศษวัสดุที่ถูกตัดหลงเหลืออยู่

            2. การแพทย์  
                        เลเซอร์ที่ใช้ทางการแพทย์  ได้แก่   CO2  laser  กำลังต่ำ   เนื่องจากเลเซอร์นี้ให้ความร้อน   ดังนั้นจึงใช้ในการผ่าตัดเนื้อเยื่อทุกชนิดโดยการทำให้เนื้อเยื่อเกิดการสลายหลุดไปโดยอิทธิพลของความร้อน  ตัวอย่างของการใช้งาน   เช่น

การใช้เลเซอร์ในวงการแพทย์

         การเลือกใช้เลเซอร์แบบต่างๆ ขึ้นอยู่กับว่า  อวัยวะที่ต้องการผ่าตัดมีความสามารถในการดูดกลืนแสงสีอะไร   และขนาดกำลังของเลเซอร์  เช่น เส้นเลือดแดงจะดูดกลืนสีแดงได้น้อย   จึงใช้เลเซอร์แสงสีเขียวที่ได้จากเลเซอร์ก๊าซอาร์กอน  แทนที่จะใช้เลเซอร์ผลึกทับทิม
        ในการใช้งานจริงๆ  อาจใช้ลำแขนที่มีกระจกเลนส์อยู่ภายใน    และหักงอได้เป็นตัวนำแสงเลเซอร์ไปยังบริเวณอวัยวะที่จะผ่าตัด  หรือให้ลำแสงเลเซอร์ผ่านกล้องจุลทรรศน์ผ่าตัด
        ในการรักษาโรคมะเร็ง   เลเซอร์ที่ใช้จะต้องมีความหนาแน่นพลังงาน 300-500 cm-3  แสงเลเซอร์จะทำลายเซลล์เนื้องอกโดยไม่ทำลายเนื้อเยื่อปกติโดยรอบ   บาดแผลภายหลังการผ่าตัดจะฟื้นตัวเร็ว
        ในงานจุลศัลยกรรมของเส้นเลือด   เลเซอร์สามารถห้ามเลือดให้หยุดไหลโดยการเชื่อมเส้นเลือดเล็กๆ  ภายในบริเวณจำกัดให้ติดกัน   เช่น  ห้ามเลือดใน hemorrhagic gastritis, แผลในกระเพาะอาหาร   วิธีการอาจใช้ท่อนำแสงเข้าช่วยด้วยเพื่อนำแสงเลเซอร์ไปตามช่องอวัยวะที่เข้าถึงยาก
        ใช้เลเซอร์ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในงานศัลยกรรมบริเวณคอหอย เช่น  วิการของกล่องเสียง (vocal cord lesion) และ cervical polyps
      

circle01_blue.gif  เลเซอร์เป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการเชื่อมเส้นเลือดอุดตันในเรตินา   เพราะมันทำให้อุณหภูมิที่บริเวณเส้นเลือดสูงขึ้นเพียง 15-20  ํ C   โดยไม่ทำลายเนื้อเยื่อโดยรอบ   เทคนิคพิเศษนี้เรียกว่า photocoagulation อุปกรณ์ที่ใช้แสง  ดังรูป  โดยใช้แสงเลเซอร์แบบก๊าซอาร์กอน (5145  ํ A)  ขนาดกำลัง 0.5-1.5 W  และใช้กล้องจุลทรรศน์พิเศษช่วยในการผ่าตัดด้วย

                        การผ่าตัดเนื้องอกและมะเร็ง
                        ศัลยกรรมตกแต่ง  เช่น  ผิวหนัง  หรือหน้าอกหย่อนยาน
                        เสริมสวย  เช่น  กำจัดไฝ และปาน

                        ขอให้สังเกตว่า   การผ่าตัดด้วยเลเซอร์นี้เกือบจะไม่มีการสูญเสียเลือดเลย   และเจ็บปวดน้อยกว่าการผ่าตัดที่ใช้มีดผ่าตัด  นอกจาก  CO2  laser  แล้ว    เลเซอร์ที่ใช้ทางการแพทย์ได้แก่  Ar laser , Kr laser , Nd : YAG laser , Dye laser  และ Excimer laser   ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้ในการผ่าตัดตา

           3. งานวิจัยและพัฒนา
                          
กล่าวได้ว่ามีการใช้เลเซอร์ในงานวิจัย  และพัฒนาทางด้านวิทยาศาสตร์อย่างกว้างขวาง    โดยเฉพาะทางด้านสเปกโตรสโคปี   ซึ่งเกี่ยวข้องกับงานทางด้านเคมี    เป็นการศึกษาธรรมชาติและโครงสร้างของอะตอมหรือโมเลกุล   กระบวนการปฏิกิริยาทางเคมีและการแยกไอโซโทป

           4. การทหาร
                         
แบ่งเป็น  2  ด้านใหญ่ ๆ  คือ
                        1)
 แบบไม่ทำลาย   คือ ใช้เลเซอร์ในการยิงจรวดนำวิถี  และทิ้งระเบิด   ในการตรวจหาเป้าหมายหรือวัดระยะทางของเป้า    ซึ่งมีทั้งแบบมือถือและแบบติดรถถัง  สำหรับเลเซอร์ที่ใช้งานทางด้านทั้งสองนี้ได้แก่  Nd : YAG laser

                        2)  ในการทำลาย  หรือที่เรียกว่าอาวุธเลเซอร์    โดยเลเซอร์ที่ใช้จะต้องมีกำลังสูงกว่า 20 กิโลวัตต์ขึ้นไป     เลเซอร์ที่ใช้เป็นอาวุธทำลายเป้าหมาย  เช่น  รถถังและเครื่องบิน  ได้แก่ CO2  gasdynamic  laser ,  Chemical laser   และ  Free electron laser  เป็นต้น

           5. การสื่อสาร
                         
การสื่อสารในปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้คลื่นไมโครเวฟ รือใช้โทรศัพท์    อย่างไรก็ตามหลังจากที่มีการพัฒนาเลเซอร์ไดโอด (semiconductor diode laser)  และเส้นใยแก้วนำแสง (optical fiber)  แล้วการสื่อสารด้วยแสง (optical communication) หรือการส่งข้อมูลข่าวสารจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งหรือระหว่างเมืองต่างๆ ก็เป็นไปได้อย่างรวดเร็ว   ในอนาคตการสื่อสารด้วยเลเซอร์จะเข้ามาแทนที่ระบบโทรศัพท์ที่ใช้ลวดตัวนำที่ใช้กันอยู่ทั่วไป   เนื่องจากว่าในการส่งข้อมูลด้วยแสงนั้นเราสามารถส่งข้อมูลได้จำนวนมาก   หรือได้หลายคู่สายไปตามเส้นใยแก้วนำแสงเพียงเส้นเดียว   ซึ่งเมื่อเทียบกับสายโทรศัพท์ในปัจจุบันที่สามารถส่งได้เพียง 1 คู่สายเท่านั้น    สำหรับสายโทรศัพท์แต่ละเส้น    นอกจากนี้ในด้านโทรคมนาคม  ขณะนี้ได้มีการวางสายเคเบิลเส้นใยนำแสงข้ามจากทวีปอเมริกาไปทวีปยุโรป     ซึ่งจะทำให้สะดวกและถูกกว่าการส่งสัญญาณผ่านดาวเทียมอย่างในปัจจุบัน

           6. การวัดและควบคุม
                       
การใช้เลเซอร์ในการวัด  นับ  ทดสอบ  ตรวจสอบและควบคุม   ทั้งในกระบวนการผลิตและในงานวิทยาศาสตร์  เช่น  การตรวจสอบยางล้อเครื่องบินแบบไม่ทำลายโดยวิธีโฮโลกราฟฟี่ (holography) การวัดปริมาณมลภาวะเพื่อหาปริมาณของสารต่าง ๆ ในบรรยากาศ

           7. ด้านบันเทิง
                       
ปัจจุบันได้มีการนำเลเซอร์ไปใช้ในบาร์   ไนท์คลับและดิสโก้เธคอย่างกว้างขวาง   ซึ่งเลเซอร์ที่ใช้ได้แก่  He-Ne laser, Ar laser  และ  Kr laser   ซึ่งให้แสงสีต่าง ๆ กัน  โดยการใช้เลเซอร์ในการสร้างภาพ   การเขียนตัวหนังสือเป็นภาพ 3 มิติ    รวมทั้งการควบคุมให้ภาพสีที่สร้างหรือตัวหนังสือเคลื่อนไหวได้ตามจังหวะดนตรีประกอบที่ต้องการ

           8. การเก็บข้อมูลโดยใช้แสง
                       
กรรมวิธีการบันทึกสัญญาณดิจิตอลหรือการเขียนข้อมูล   โดยใช้แสงเลเซอร์ลงบนแผ่นดิสก์   ซึ่งอยู่ในรูปแบบของ  optical video disk (หรือ laser disc) compact disc และ magneto-optic media   โดยที่แผ่นดิสก์สามารถบันทึกได้ทั้งสัญญาณเสียง  ภาพ  และหนังสือ  สำหรับแผ่นดิสก์ 1 แผ่น  ขนาด 12" - 14"  สามารถบันทึกข้อมูลได้ระหว่าง  1000 - 4000  MB  หรือมากกว่านี้

           9. การพิมพ์และกราฟฟิก
                       
งานด้านอุตสาหกรรมที่ใช้เลเซอร์และมีการขยายตัวเร็วมาก   ได้แก่  งานทางด้านการพิมพ์   เครื่องพิมพ์ด้วยเลเซอร์    ซึ่งสามารถพิมพ์ได้อย่างรวดเร็วและพิมพ์ได้มากกว่า  1  หน้า ต่อ 1 วินาที   นอกจากนี้ยังมีงานการแยกสีด้วยเลเซอร์ตลอดทั้งการทำเพลทโดยใช้เลเซอร์

         10. การตรวจแถบรหัส (Barcode scanner)
                           
สินค้าต่างๆ  ที่วางขายตามซุปเปอร์มาร์เก็ต   มักจะมีรหัสบอกราคาสินค้าเป็นแถบดำขาว (barcode)  สลับกันตามราคาสินค้า   เมื่อผู้ซื้อนำสินค้ามาที่โต๊ะจ่ายเงิน   พนักงงานที่คิดเงินจะใช้เลเซอร์อ่านแถบรหัส  ซึ่งจะบอกราคาสินค้าอย่างรวดเร็ว   แทนที่จะใช้เครื่องคำนวณซึ่งช้ากว่าและโดยวิธีเก่านั้นเมื่อพนักงานทำงานต่อเนื่องทั้งวัน   จะมีโอกาสที่กดเครื่องคำนวณเพื่อคิดราคาผิดพลาดได้

<<ย้อนกลับ   ถัดไป>>

           

 

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล