Praėjus daugiau nei 50 metų po pirmojo žybsnio, 2017 m. lapkritį, UNESCO Generalinėje konferencijoje buvo gegužės 16 d. buvo oficialiai paskelbta Tarptautine Šviesos diena.
Teorinius pagrindus lazeriui sukūrė garsusis Albertas Einsteinas. Jis teoriškai numatė, kad be savaiminės spinduliuotės gali būti ir priverstinė: sužadintą atomą galima priversti grįžti į pagrindinę būseną anksčiau už įvykusį savaiminių spindulių šuolį.
1905 m. A. Einsteinas paneigė visuotinai priimtą teiginį, kad šviesos spindulys yra banga, sklindanti per kosmosą, tvirtindamas, kad tai yra fotonų junginys, ir kiekvienas jų turi energijos. Jis įrodė, kad šviesa nėra tik banga arba tik dalelė – o ir tai, ir tai.
A. Einsteinas išsprendė amžių senumo teoriją apie materialias šviesos savybes. Už tai 1921 m. buvo apdovanotas Nobelio fizikos premija.
Ką reiškia „lazeris“?
Pats žodis „lazeris“ yra sudarytas iš angliško šio įrenginio pavadinimo LASER pirmųjų raidžių Light Amplification by Stimulate Emission of Radiation, t. y. šviesos stiprinimas priverstiniu spinduliavimu.
Šiuo metu lazeriai naudojami ypač plačiai – nuo lėktuvų ir automobilių komponentų iki mobiliųjų telefonų ir medicinos prietaisų gamybos. Mikroelektronikos pramonėje lazerio spinduliai gali suvirinti, pjauti, šlifuoti.
Panaudojant lazerius buvo išrasta holografija, sukurti unikalūs atomų šaldymo metodai, spartūs optoelektroniniai prietaisai.
Lazerių technologijų kūrimo pramonė Lietuvoje – tvirtas pasaulines pozicijas iškovojusi ir itin perspektyvi pramonės šaka. Lietuviški lazeriai peržengė ne tik šalies, bet ir Žemės ribas.
Netolimoje ateityje jie keliaus į Marsą ir į kitus kosminius kūnus. Kalbant apie kosmosą, NASA pirmąjį lazerį už Žemės ribų panaudojo 1969 m., tuomet „Apollo 11“ misijos astronautai lazerio pagalba atliko matavimus.
Vilnius – pasaulio lazerių sostinė
90-tyje iš TOP 100 pasaulio universitetų galima rasti Lietuvoje gamintų lazerių. Jais taip pat naudojasi NASA, CERN ir kitos žymiausios laboratorijos, mokslo centrai.
Vilnius dažnai vadinamas pasaulio lazerių sostine dėl itin didelės lazerius kuriančių įmonių koncentracijos ir dėl mūsų šalies mokslininkų, tiriančių ir kuriančių lazerines sistemas, potencialo.
Daugiau nei 10 Nobelio premijų fizikos ir chemijos srityse buvo skirtos už tyrimus, kurie be lazerių apskritai nebūtų buvę įmanomi.
Vilniuje sukurta technologija prisidėjo prie išradimo, kuris 2018 m. buvo apdovanotas Nobelio premija. Mokslininkams, Nobelio premijos laureatams Gérard’ui Mourou ir Donnai Strickland premija buvo skirta už čirpuotų šviesos impulsų stiprinimo technologiją CPA.
Prie šios pergalės reikšmingai prisidėjo ir Vilniaus universiteto Lazerinių tyrimų centro prof. Algio Piskarsko mokslinė grupė.
Profesoriai bendradarbiauja nuo 1992-ųjų: tais metais Vilniuje buvo išrasta CPA (angl. Chirped Pulse Amplification) modifikacija – OPCPA (angl. Optical Parametric Chirped-pulse Amplification) technologija.
Ateities medicina
Šviesa ir lazeriai ypač plačiai taikomi medicinoje. Pirmieji naudoti lazerius medicinoje pradėjo oftalmologai ir jau 1965 metais buvo sėkmingai atliktos pirmosios operacijos, prideginant argono lazerio spinduliuote nuo akies dugno atšokusią tinklainę.
Femtosekundiniais lazeriais galima atlikti itin preciziškas operacijas, nepadarant žalos aplinkiniams audiniams. Tai pats tiksliausias skalpelis pasaulyje, kuriuo jau atlikta daugiau kaip dvidešimt milijonų akių operacijų.
Ar žinote, kad Lietuvoje 1989 metais, buvo sukurtas lietuviškas medicininis lazeris endoskopinėms operacijoms „Medula“.
Šiuo metu lazeriai taikomi daugelyje medicinos sričių: chirurgijoje, neurochirurgijoje, oftalmologijoje, dermatologijoje, stomatologijoje, ortopedijoje, urologijoje, kardiologijoje. Lazeris ypač daug vilčių teikia ankstyvosios onkologinių ligų diagnostikos ir gydymo srityse.
UAB „Ekspla“ su partneriais šiemet pristatė fotoakustinio vaizdinimo aparatą ankstyvajai krūties vėžio diagnostikai. Prietaisas yra unikalus, nes gali aptikti vėžį labai ankstyvoje stadijoje ir yra visiškai neinvazinis.
Lazeriai nepamainomi ir kuriamų 3D nano-, mikroobjektų spausdinimo procesuose. Lietuvoje sukurtos lazerinės technologijos geba atspausdinti nanorobotus, galinčius judėti žmogaus venose ir pristatyti vaistą tiksliai į pažeistą vietą.
Nanodariniuose, pagamintuose naudojant lazerių blyksnius, kontroliuojamai auginamos žmonių ląstelės, suformuojant dirbtinį audinį transplantacijai, kitiems audinių inžinerijos tikslams.
Pasaulio medikai ir mokslininkai tikisi, kad lazerių spausdintuvais jau visai netrukus bus galima atspausdinti ne tik kaulus, sąnarius, bet ir ištisus sudėtingus organus.
Lietuviško lazerio pjūvis – kiekviename telefone
Pirmasis masiškai naudojamas buitinis prietaisas, kuriame įdiegtas lazeris, buvo lazerinis muzikos grotuvas.
Tačiau jo pasirodymo metais (1978 m.) jis nesulaukė didelio susidomėjimo, kol 1982 m. nepasirodė kompaktinės plokštelės (CD), sukėlėlusios revoliuciją informacijos laikmenų rinkoje, ir grotuvų populiarumas šovė į aukštumas.
Pramonė greitai rado įvairių būdų pritaikyti spindulius. Lazerinės sistemos naudojamos ir industrinėse mašinose: lazeriai itin tiksliai gręžia, pjauna, tekina ar struktūriškai keičia medžiagų paviršių. Lazeriai yra įvairių industrinių mašinų „širdys“.
Praktiškai visuose automobiliuose ir mobiliuosiuose telefonuose yra detalių, pagamintų lietuviškos kilmės PHAROS lazeriu, kurį gamina Dvarčionyse įsikūrusi UAB „Light Conversion“. Be to, šis lazeris padėjo pagaminti ir daugybę širdies ir kraujagyslių chirurgų naudojamų įtaisų.
Galingiausias Lietuvoje pagamintas lazeris šiuo metu veikia Vengrijoje, tarptautinio lazerių tyrimų centro „Extreme Light Infrastructure-Attosecond Light Pulse Source“ (ELI-ALPS) laboratorijoje Segede.
Šią sistemą ELI centro užsakymu sukūrė ir pagamino dvi didžiausios Lietuvos lazerių gamintojos – „Ekspla“ ir „Light Conversion“.
Jos sujungė savo technologijas ir sukūrė galingiausią lazerį tarp sparčiausių – ir kartu sparčiausią lazerį tarp galingiausių. Sistema sukuria didelio intensyvumo ultratrumpus impulsus, kurių smailinė galia net tūkstantį kartų didesnė nei galingiausios JAV atominės elektrinės.
