Orodha ya matumizi ya Leza

Tangu kugunduliwa kwake mwaka 1958, leza imepata matumizi mengi katika sayansi, jeshi, tiba na biashara. Sifa zake za kipekee—ikiwemo mshikamano wa mwanga (coherence), uwezo wa kutoa miale yenye rangi moja maalumu (monochromaticity), na uwezo wa kufikia nguvu kubwa sana—zinaifanya ifae kwa matumizi maalumu kuanzia vipimo sahihi, upasuaji, hadi mawasiliano ya simu na intaneti.”
 Kisayansi
Katika sayansi, leza hutumika kwa njia nyingi, zikiwemo:

 Mbinu mbalimbali za interferometria

 Uspektroskopi ya Raman

 Uspektroskopi ya uharibifu unaochochewa na leza (Laser induced breakdown spectroscopy)

 Ufuatiliaji wa mbali wa angahewa (atmospheric remote sensing)

 Kuchunguza matukio ya macho yasiyo ya mstari (nonlinear optics phenomena)

 Mbinu za holografia zinazotumia leza ambazo pia huchangia katika mbinu mbalimbali za kipimo.

 Teknolojia ya lidar (LIght raDAR) inayotegemea leza kwa matumizi katika jiolojia, seismolojia, ufuatiliaji wa mbali na fizikia ya angahewa.

 Marekebisho ya kimuundo ya pande tatu na uandishi ndani ya vifaa vya kiteknolojia.

 Leza pia zimetumika kwenye vyombo vya angani, kama ilivyokuwa katika misheni ya Cassini-Huygens.

 Katika unajimu, leza zimetumika kuunda nyota bandia za mwongozo (artificial laser guide stars), zinazotumika kama viobjekti rejeleo kwa darubini zenye adaptive optics.

Leza pia zinaweza kutumika kwa njia isiyo ya moja kwa moja katika uspektroskopi kama mfumo wa uchambuzi wa sampuli ndogo (micro-sampling system), mbinu inayojulikana kama Laser Ablation (LA), ambayo kwa kawaida hutumika kwenye vifaa vya ICP-MS na kutoa uwezo mkubwa ujulikanao kama LA-ICP-MS.

Kanuni za uspektroskopi ya leza zimeelezewa na Demtröder.W. Demtröder, Laser Spectroscopy, 3rd Ed. (Springer, 2009)

 Spektroskopi
Aina nyingi za leza ni chanzo asilia cha mwanga; hutoa mwanga wa karibu-monokromatiki na safu iliyofafanuliwa vizuri sana ya urefu wa mawimbi. Kwa uundaji makini wa vipengele vya leza, usafi wa mwanga wa leza (unaopimwa kama "upana wa mstari") unaweza kuboreshwa zaidi kuliko usafi wa chanzo kingine chochote cha mwanga. Hii inafanya laser kuwa chanzo muhimu sana kwa uchunguzi wa macho. Nguvu ya juu ya mwanga inayoweza kufikiwa katika mwali mdogo, ulioganda vizuri pia inaweza kutumika kushawishi madoido ya macho yasiyo ya mstari katika sampuli, ambayo huwezesha mbinu kama vile taswira ya Raman. Mbinu nyingine za spectroscopic kulingana na leza zinaweza kutumika kutengeneza vigunduzi nyeti sana vya molekuli mbalimbali, vinavyoweza kupima viwango vya molekuli katika kiwango cha sehemu-per-1012 (ppt). Kwa sababu ya msongamano mkubwa wa nguvu unaoweza kufikiwa na leza, utoaji wa atomiki unaosababishwa na boriti unawezekana: mbinu hii inaitwa uchunguzi wa kuvunjika kwa laser (LIBS).

Hali ya Hewa
Utafiti unaonyesha kwamba siku moja wanasayansi wanaweza kuwa na uwezo wa kusababisha mvua na dhoruba za radi (pamoja na kuingilia baadhi ya matukio mengine ya hali ya hewa kwa kiwango kidogo) kwa kutumia leza zenye nguvu kubwa. Uvumbuzi kama huu unaweza kufanikisha kuondoa ukame, kusaidia kupunguza majanga yanayohusiana na hali ya hewa, na kugawa rasilimali za hali ya hewa kwenye maeneo yanayohitaji.

Fotokemia
Mifumo baadhi ya leza, kupitia mchakato unaojulikana kama mode locking, inaweza kutoa miale ya mwanga yenye muda mfupi sana – kama vile picoseconds au femtoseconds (10⁻¹² hadi 10⁻¹⁵ sekunde). Miale hii inaweza kutumika kuanzisha na kuchambua michakato ya kemikali, mbinu inayojulikana kama fotokemia. Miale hii mifupi inaweza kutumika kuchunguza mchakato wa mmenyuko kwa azimio la muda wa juu sana, na kuruhusu kugundua molekuli za kati zenye maisha mafupi. Njia hii ni muhimu sana katika biokemia, ambapo hutumika kuchambua kwa kina mchakato wa kufungwa kwa protini na kazi zake.

Mikroskopi

Mikroskopi ya skanning ya leza ya konfokali (Confocal laser scanning microscopy) na mikroskopi ya kuchochea kwa photons mbili (Two-photon excitation microscopy) hutumia leza kupata picha zisizo na ukungu za sampuli zenye unene mkubwa katika kina mbalimbali. Kukatwa kwa seli kwa kutumia leza (Laser capture microdissection) hutumia leza kupata idadi maalumu ya seli kutoka sehemu ya tishu chini ya uangalizi wa mikroskopi.

Mbinu nyingine za mikroskopi zinazotumia leza ni pamoja na mikroskopi ya harmonic, four-wave mixing microscopy, na mikroskopi ya interferometria.

Matibabu ya kiafya
 Upasuaji wa mapambo (Cosmetic surgery): kuondoa tatoo, mikwaruzo, alama za kunenepa au kupungua kwa ngozi, alama za jua, mikunjo, alama za kuzaliwa, na nywele: angalia kuondoa nywele kwa leza (laser hair removal). Aina za leza zinazotumika katika dermatolojia ni pamoja na ruby (694 nm), alexandrite (755 nm), pulsed diode array (810 nm), Nd:YAG (1064 nm), Ho:YAG (2090 nm), na Er:YAG (2940 nm).

 Upasuaji wa macho na upasuaji wa kurekebisha macho (eye surgery and refractive surgery)

 Upasuaji wa tishu laini (Soft tissue surgery): CO2, Er:YAG leza

 Upasuaji wa scalpel ya leza (Upasuaji wa jumla, gynecology, urology, laparoscopic)

 Fotobiomodulation (yaani, tiba ya leza)

 Kuondoa uvimbe bila kugusa (No-Touch removal), hasa kwenye ubongo na mgongo

 Katika meno: kuondoa visukusi, taratibu za endodontic/periodontic, kung’arisha meno, na upasuaji wa kinywa

Matibabu ya saratani

 Usimamizi wa mikwaruzo kutokana na majeraha au upasuaji:

 Kuondoa mikwaruzo iliyosinyaa (scar contracture): CO2 leza (hasa leza mpya za fractionated CO2)

 Kuondoa rangi nyekundu na kuwasha (redness and itch): Pulsed Dye Laser (PDL)

 Kuondoa rangi zisizohitajika baada ya uvimbe (post-inflammatory hyper-pigmentation): Q-switched lasers (Ruby, Alexandrite)

 Kuondoa nywele zisizohitajika kwenye mikwaruzo ya moto au nywele zilizoshikilia ndani (burn scar unwanted hair growth and trapped hairs): Ruby, IPL na aina mbalimbali za leza za kuondoa nywele

Matumizi ya Leza Katika Viwanda

Matumizi ya leza katika viwanda yanaweza kugawanywa katika makundi mawili kulingana na nguvu ya leza: usindikaji wa vifaa vya kawaida (material processing) na usindikaji wa vifaa vidogo (micro-material processing).

Katika usindikaji wa vifaa vya kawaida, leza zenye nguvu ya wastani ya optical zaidi ya 1 kilowatt hutumika hasa kwa shughuli za usindikaji wa viwandani. Zaidi ya kiwango hiki cha nguvu, kuna changamoto za joto zinazohusiana na optic ambazo zinatofautisha leza hizi na zile zenye nguvu ndogo. Mifumo ya leza yenye nguvu kati ya 50–300 W hutumika hasa kwa shughuli za kupompa, kulehemu plastiki, na soldering. Leza zenye nguvu zaidi ya 300 W hutumika katika brazing, kulehemu metali nyembamba, na kukata karatasi za chuma. Uwiano wa mwanga unaohitajika (kulinganisha na kipimo cha beam parameter product) ni mkubwa zaidi kwa shughuli za kukata kuliko brazing na kulehemu metali nyembamba. Matumizi ya nguvu kubwa, kama vile kuimarisha (hardening), kufunika (cladding), na kulehemu kwa kina kirefu (deep penetrating welding), yanahitaji nguvu nyingi za optical za kilo-watt kadhaa na hutumika katika aina nyingi za michakato ya viwandani.

Katika usindikaji wa vifaa vidogo (Micro Material Processing), hii ni kategoria inayojumuisha matumizi yote ya leza ya usindikaji wa vifaa chini ya 1 kilowatt. Matumizi ya leza katika kategoria hii yamepata matumizi makubwa katika utengenezaji na uzalishaji wa skrini za simu za mkononi, kompyuta za kibao, na televisheni za LED.

Burudani na Michezo

 Maonyesho ya mwanga wa leza huambatana na tamasha nyingi za muziki

 Harpa ya leza (Laser harp): chombo cha muziki ambapo nyuzi (strings) zinabadilishwa na miale ya leza

 Kutumika kama chanzo cha mwanga kwa miradi ya sinema za kidijitali

Marejeo
Category:Wiki Loves STEAMIA 2025