Лазеры

Мы тут «починили» лазером Boomburum, и в посте, где он рассказывал про свои новые глаза, разгорелась дискуссия на тему сравнения ФРК-методов, LASIK-методов и SMILE-методов. Мы (имею в виду немецкий холдинг SMILE EYES, куда входит наша российская клиника) делаем все три вида операций, но абсолютные сторонники того метода, который даст больше при потере меньшего. Таким образом, любой вид LASIK или ФРК рекомендуется только тогда, когда SMILE невозможен: во-первых, при дальнозоркости (это совсем другая история), во-вторых — в случаях больной или поврежденной роговицы (например, с рубцами). Но и, конечно, учитывается экономическая сторона.

Казалось бы, я в первых постах объяснила, почему так. Но в комментариях к посту видно, что этого было недостаточно. Поэтому давайте сделаем всё по правилам научной дискуссии. Разберём тезисы и приведём соответствующие исследования к ним.

Именно так поступают в научном и медицинском мире. Если есть мнение – его нужно обосновать. Желательно, на выборке от 20 и более пациентов с одинаковым распределением в двойном исследовании. Желательно – чтобы исследования подтверждались разными клиниками в разных странах, где проводятся такие виды операций.

Давайте начнём.

Мы знаем, что от глаукомы не застрахован никто.

Число больных глаукомой во всем мире более 100 миллионов (!) человек. Девять из десяти слепых живёт в развивающихся странах, и две трети из них могли бы быть вылечены, начни они лечится вовремя.

Глаукома является второй после катаракты причиной слепоты — до 20% всех случаев заболевания заканчиваются ею. Часть людей не догадывается о болезни. Выявляется часто глаукома на 2-3 й или на последней, 4-й стадии, когда помочь человеку часто уже невозможно. В России глаукома с недавних пор стала первой причиной безвозвратной слепоты, обогнав травматизм и сосудистые заболевания глаза.

Несмотря на серьёзный прорыв в понимании многих проблем глаукомы за последние несколько лет, надо признать, что до сих пор не предложено никаких эффективных методов предупреждения заболевания, его раннего (достаточно дешёвого метода!) выявления и доступных повсеместно способов лечения.

Беда в том, что профилактику этого заболевания у нас давно прекратили. Раньше всем советским людям после сорока обязательно раз в год измеряли глазное давление. В поликлиниках были кабинеты профосмотра, людей с повышенным внутриглазным давлением направляли к офтальмологу. И так выявляли около половины больных глаукомой. Сейчас ничего подобного нет. Спасение пациентов стало делом рук самих пациентов (то бишь утопающих).


Поскольку лечение глаукомы такое же опасное занятие, как спелеология — лезешь в темноту, а что и когда упадет тебе на голову, науке неизвестно. А не упадет, так сам утонешь или задохнешься — есть варианты. Когда догадаешься, куда попал, будет уже поздно. Позволю начать с ряда правил, описанных далее.

Всем привет! С вами Top 3D Shop и сегодня мы расскажем о линейке лазерных станков LaserSolid. Поскольку большая часть их характеристик схожа, а отличия касаются в основном мощности лазера и площади обрабатываемой заготовки, для примера разберем LaserSolid 690 — самую популярную модель линейки.

Всем добрый день, с вами компания 3Dtool.
Сегодня мы хотели бы вам показать и рассказать немного о лазерных станках Raylogic 11G.



Серия 11G — это большая линейка универсальных лазерных станков с широким диапазоном технических характеристик и размеров рабочего поля. Можно подобрать станок исключительно под ваши текущие потребности, без необходимости переплачивать за функционал которым вы не воспользуетесь.

Ученые из Сианьского института оптики и точной механики при Китайской академии наук анонсировали новую разработку — лазерное ружье ZKZM-500. Лазерный луч, генерируемый ружьем, очень сложно заметить со стороны, это ведь не показываемые в фантастике цветные лучи «бластеров». Тем не менее, во многих случаях лазерная винтовка куда эффективнее киношных видов вооружения, из которого, как правило, попадают по врагу лишь в исключительных случаях.

По словам разработчиков, хотя оружие и относится к классу «нелетального», но энергии луча достаточно, чтобы вызвать мгновенное обугливание кожи и тканей. Всего лишь десять лет назад такая винтовка была лишь достоянием голливудских студий, а теперь это вполне реальное оружие. Инженеры, разрабатывавшие ружье, говорят, что луч без проблем поразит человека сквозь одежду. Более того, если ткань, из которой пошита одежда, легко воспламеняется, то человек в этой одежде может превратиться в живой факел.

В 1983 году для широкой общественности окончательно рухнула иллюзия под названием «мирный космос»: президент Рональд Рейган объявил о программе СОИ (Стратегическая Оборонная Инициатива), в рамках которой США собрались развернуть в космосе целый спектр вооружений для перехвата советских межконтинентальных баллистических ракет и их боеголовок. Безусловно, отдавать инициативу в руки противнику мы не могли: со времён Хиросимы и Нагасаки хрупкий мир между странами удавалось поддерживать только с помощью баланса вооружений. И на закате СССР началась разработка отечественного боевого лазерного космического аппарата, массо-габаритный макет которого (без самого лазера) был выведен в космос ракетой-носителем «Энергия». Впрочем, сам лазер тоже испытывали, правда, на самолёте.

Представляю вниманию DIY сканер на базе Android смартфона.

При проектировании и создании сканера, в первую очередь, интересовало сканирование крупных объектов. Минимум – фигура человека в полный рост с точность – хотя бы 1-2 мм.

Данные критерии успешно достигнуты. Успешно сканируются объекты при естественном освещении (без прямого солнечного света). Поле сканирования определяется углом захвата камеры смартфона и расстоянием, на котором лазерный луч сохраняет достаточную для детектирования яркость (днем в помещении). Это фигура человека в полный рост (1.8 метров) с шириной захвата в 1.2 метров.

Сканер был сделан из соображений «а не сделать ли что ни будь более или менее полезное и интересное, когда заняться нечем». Все иллюстрации – на примере «тестового» объекта (выкладывать сканы людей не корректно).

Как показал опыт, для сканера такого типа ПО — это вторично и на него было потрачено меньше всего времени (на окончательный вариант. Не считая эксперименты и тупиковые варианты). Поэтому в статье особенностей ПО касаться не буду (Ссылка на исходные коды в конце статьи.)

Цель статьи – рассказать о тупиковых ветках и проблемах, собранных на пути к созданию окончательной рабочей версии.

В экспериментах с настольными лазерами, возможно, энергии и не самые большие, но по мощности они могут поспорить даже с лазерами, зажигающими реакции синтеза. Может ли поддаться действию такого лазера квантовый вакуум?

Пустое пространство, как выясняется, не такое уж и пустое. Флуктуации в вакууме означают, что даже если устранить всю материю и излучение из участка пространства, там всё равно останется конечное количество энергии, присущее самому пространству. Если выстрелить в него достаточно мощным лазером, можно ли, как написали в журнале Science Magazine, «разорвать вакуум и пустое пространство»? Именно об этом спрашивает наш читатель:

Science Magazine недавно опубликовал статью о том, что китайские физики в этом году собираются сделать лазер мощностью в 100 ПВт (!!!) Можете ли вы объяснить, как они планируют это сделать, и какие уникальные явления это может помочь исследовать? И что значит «разорвать вакуум»?

Эта история реальна, она подтверждена, и немного преувеличена в части «разрыва вакуума», — можно подумать, такое в принципе возможно сделать. Давайте углубимся в реальную науку и выясним, что на самом деле происходит.

Внутри тесной лаборатории в Шанхае (Китай) физик Жусинь Ли [Ruxin Li] с коллегами ставят рекорды при помощи самых мощных световых импульсов, какие только видел мир. В основе их лазера под названием Шанхайская сверхинтенсивная ультрабыстрая лазерная установка (Shanghai Superintense Ultrafast Laser Facility, SULF) лежит единственный цилиндр из сапфира с примесью титана размером с большую тарелку. После того, как в кристалле загорается свет, он проходит через систему линз и зеркал, и превращается в импульсы невероятной мощности. В 2016 году установка достигла мощности в 5,3 ПВт (петаватт, 10¹⁵ Вт). Однако в Шанхае при каждом запуске лазера свет не гаснет. Хотя эти импульсы и чрезвычайно мощные, они также чрезвычайно короткие – каждый из них длится не более одной триллионной доли секунды. Сейчас исследователи обновляют свой лазер и надеются побить собственный рекорд уже к концу этого года, создав импульс в 10 ПВт, который в 1000 раз превышает мощность всех электросетей мира.

Хитроумная конфигурация промышленных лазеров сделает наконец лазерное оружие практичным

Самое продвинутое лазерное оружие морфлота США выглядит как дорогой телескоп для новичков. Оно возвышается на шасси десантного транспорта USS Ponce и глядит в небо над Персидским заливом, в то время как его оператор сидит в тёмной комнате где-то на корабле, и держит в руках нечто вроде игрового контроллера. Перед ним на экране видно небольшую лодку, расположенную недалеко от Ponce, везущую некий тёмный объект. Инфракрасный луч, направленный прямо на этот объект, не видно, но одна из точек вдруг становится ярче, а потом объект внезапно взрывается, и металлические осколки разлетаются от него, падая в воду.

Это оружие, на скорую руку собранное из нескольких промышленных лазеров, предназначенных для резки и сварки, должно выдавать всего около 30 кВт – и это далеко не тот мегаваттный монстр, о котором много десятилетий мечтают военные учёные, способный сбивать МБР. Но это, как говорят его сторонники, серьёзная веха на пути к будущему, в котором оружие с направленной энергией будет развёртываться в реальных боевых условиях. Они добавляют, что это будущее появится в результате изменений миссии и технологии. Изменения в миссии идут уже годами – от глобальной защиты от «ненадёжных государств», обладающих ядерным оружием, к локальной защите от повстанцев. Изменения в технологии происходят резче, и ведут к новым твердотельным оптоволоконным лазерам. Они составляют основу быстрорастущей индустрии в США объёмом в $2 млрд, заново создавшей имевшиеся в наличии технологии для резки и сварки металлов, и масштабирующей их до ещё большей мощности, имеющей разрушительный эффект.

22.03.2018 Defence One и Ars Technica сообщили о том, что в лаборатории нелетального вооружения Пентагона (JNLWD) близки к созданию нового типа лазерно-плазменного оружия, одним из основных поражающих факторов которого станет звук.



Специалисты из Пентагона убеждены, что новое “вундер ваффе" созданное на стыке оптики и акустики сможет заменить сразу несколько типов нелетального вооружения армии США. В основе разработки — применение эффектов плазмы, индуцированной лазерами. Под катом подробно о плазменной установке из Квантико.

Недавно было объявлено, что Levi's собирается прекратить ручную обработку джинсов, и вместо этого начнет использовать роботов с лазерами. Они будут создавать эффекты потертости и поношенности, а единственными людьми, задействованным в процессе, будет дизайнер, создающий внешний вид джинсов в программе, похожей на «Фотошоп», и несколько сотрудников, подносящих заготовки под лазер.

Цель таких радикальных изменений – уменьшение количества химических выбросов в воду и атмосферу, удешевление производства и ускорение процесса создания джинсов. По словам главного исполнительного директора Levi Strauss Чипа Берга, возглавившего компанию в 2011 году, использование лазеров – будущее производства джинсов, и скоро на эту технологию начнут переходить другие производители. Но как это будет работать, и что делать с людьми, места которым на фабриках остается все меньше?

4 мая 1976 года NASA отправило на орбиту очень необычный спутник под названием LAGEOS (LAser GEOdynamics Satellite, на фото). У него на борту не было никакой электроники, двигателей и источников питания. Фактически, это просто латунный шар диаметром 60 см и массой 407 кг с алюминиевым покрытием. На шаре равномерно расположены 426 уголковых отражателей, из которых 422 заполнены плавленым кварцем, а 4 выполнены из германия (для инфракрасного излучения). Спутник вышел на орбиту 5860 км, где и будет вращаться ближайшие 8,4 миллиона лет, храня пластинку с посланием потомкам от группы учёных под руководством Карла Сагана.

22 октября 1992 года был запущен аналогичный спутник LAGEOS-2, построенный Итальянским космическим агентством (высота орбиты 5620 км). Как можно догадаться по конструкции и применяемым материалам, эти пассивные спутники имеют единственную роль — отражение лазерного луча. Лазерная локация выполняется с десятков наблюдательных пунктов Международной службы лазерной локации (International Laser Ranging Service), которая насчитывает более 40 станций по всему миру.

Сейчас международное научное сообщество планирует построить третий такой спутник LAGEOS-3, который позволит выполнять лазерную локацию гораздо точнее своих предшественников.

К сожалению, Россия не участвует в этом международном проекте. Зато собирается запустить свои собственные два спутника-отражателя из стекла «Блиц-М», в тысячу раз более точные, чем иностранные, пишет газета «Известия».

Недавнее обследование джунглей Гватемалы при помощи лазерных радаров (лидаров) помогло обнаружить новые города майя, исчезнувшие многие сотни лет назад. Речь идет о тысячах сооружений, включая дома, ирригационные каналы, укрепления и даже пирамиду. Общая площадь обследованной территории составляет 2000 квадратных километров. Эти земли изучали с высоты птичьего полета.

Лазерные технологии в археологии стали применяться относительно недавно. Именно лазеры позволяют пробиться сквозь кроны деревьев и увидеть то, что оставалось бы скрытым от глаз человека еще многие годы, а то и десятилетия. При помощи лидаров специалисты обследуют удаленные объекты при помощи активных оптических систем, которые используют явления поглощения и рассеивания света в оптически прозрачных средах.

Система Альфа Центавра состоит из пары звезд A и B (первая немного больше, вторая немного меньше Солнца), удаленных друг от друга на 24 АЕ (сравнимо с расстоянием от Солнца до Урана), а также красного карлика Проксима, расположившегося в 735 раз дальше. Проксима оправдывает свое название «Ближайшая» — до нее 4.22 световых года, а расстояние до A и В близко к 4.37 св.г. За последние 5 лет в этой звездной системе были найдены 3 планеты, близкие по размерам к Земле:$$ и $$ вращаются вокруг Альфа Центавра В, еще одна $$ принадлежит Проксиме www.openexoplanetcatalogue.com/planet/Alpha%20Centauri%20B%20c. По-видимому, только Проксима $$ более-менее надежно обнаружена, но из-за нестабильности красных карликов возникновение жизни на ней маловероятно. Две другие планеты (если они на самом деле существуют) слишком близко расположены к своей звезде, имея орбитальные периоды в несколько дней. Однако, эти данные не достоверны. В дальнейшем они могут сильно измениться подобно тому, как первые оценки массы Плутона уменьшились в десятки раз. Кроме того, экзопланеты в первую очередь находят очень близко от звезд — там, где их легче обнаружить. Поэтому тот факт, что найдены слишком горячие, внушает уверенность в существовании других планет.

Среди численных методов, используемых в процессе проектирования современных оптических компонентов, обычно выделяют две большие группы: универсальные полноволновые и приближенные. Выбор конкретного подхода зависит от соотношения моделируемого объекта с длиной волны и характера распространения электромагнитных волн.

Полноволновые методы, основанные на непосредственном решении волновых уравнений для компонент электромагнитного поля при заданных граничных условиях, обычно применяются для разработки оптических микро- и наноустройств. В то время как для проектирования макроскопических систем типа фокусирующих линз, интерферометров и монохроматоров используются приближенные методы. К ним, в частности, можно отнести геометрическую трассировку лучей.

В данной заметке помимо краткого разбора двух традиционных методов, мы расскажем о более новом подходе, который получил название "метод огибающей пучка" (beam envelope method), и обсудим его преимущества для задач вычислительной оптики.

Коллаборация LIGO-Virgo вместе с астрономами из 70 обсерваторий объявила сегодня о наблюдении слияния двух нейтронных звезд в гравитационном и электромагнитном диапазонах: увидели гамма-всплеск, а также рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное и радио излучение.


Иллюстрация столкновения нейтронных звезд. Узкий выброс по диагонали — поток гамма-лучей. Светящееся облако вокруг звезд — источник видимого света, который наблюдали телескопы после слияния. Credit: NSF/LIGO/Sonoma State University/Aurore Simonnet

Нейтронные звезды, самые маленькие и плотные из всех звезд, образуются при взрыве сверхновой. Когда две нейтронные звезды образуются в паре, они вращаются друг вокруг друга, и постепенно теряют энергию, сближаясь и излучая гравитационные волны, пока наконец не сталкиваются. Такое столкновение и наблюдали телескопы LIGO, а через две секунды после — гамма-вслеск достиг космического телескопа Ферми, и в последующие дни и недели астрономы могли наблюдать событие в других электромагнитных диапазонах.

Впервые гравитационные волны были зарегистрированы два года назад — от слияния черных дыр. С тех пор еще три сигнала от черных дыр были приняты детекторами, последний — всего за три дня до этого события.

Под катом — о сигнале и открытиях, с ним связанных: точной оценке на скорость гравитационных волн, независимой оценке на постоянную Хаббла и новых данных по физике нейтронных звезд.

UPD Краткое изложение главной статьи о детектировании ГВ на русском — здесь.

Здравствуйте!

Это рассказ о том, как мы тестировали лазерный резак-гравер Laser Solid. Здесь вы увидите: характеристики станка, обзор теста работы с фото и видео, образцы изделий, плюсы и минусы аппарата и общее впечатление от работы с ним.

Сегодня коллаборация LIGO & Virgo объявили (будет опубликована в PRL, статью можно почитать тут) о новом детектировании гравитационных волн (GW170814). Первые три события (раз, два, три) были зарегистрированы на двух детекторах LIGO в США. 1 августа к наблюдениям присоединился европейский детектор Advanced VIRGO, расположенный в Италии. А уже 14 августа гравитационные волны от слияния двух черных дыр были зарегистрированы всеми тремя детекторами.


Оценка расположения всех зарегистированных источников гравитационных волн. GW170814 определен с гораздо большей точностью за счет использования данных с трех детекторов.

Здравствуйте, меня зовут Александр, и я физик. Со стороны это может прозвучать как приговор, но на самом деле так и есть. Вышло так, что я занимаюсь фундаментальными исследованиями в физике, а именно исследую ускоренные заряженные частицы: протоны и все те, которые побольше — положительные ионы, то есть. В исследованиях я не пользуюсь большими ускорителями вроде БАК, а стреляю по фольге лазером, а из фольги вылетает импульс протонов.