Laser: differenze tra le versioni

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[[File:Lasers.JPG|thumb|Laser rosso (660 e 635 nm), verde (532 e 520 nm), e blu-violetto (445 e 405 nm)]]
Il '''laser''' ([[acronimo]] dell'[[Lingua inglese|inglese]] «'''l'''ight '''a'''mplification by '''s'''timulated '''e'''mission of '''r'''adiation», in [[Lingua italiana|italiano]] "amplificazione della luce mediante emissione stimolata della radiazione") è un [[optoelettronica|dispositivo optoelettronico]] in grado di emettere un fascio di [[luce]] [[Coerenza (fisica)|coerente]].<ref>{{Cita testo|lingua=en}} [|url=http://goldbook.iupac.org/L03459.html |titolo=IUPAC Gold Book, "laser"]}}</ref> Il termine si riferisce oltre che al dispositivo anche al [[fenomeno]] fisico dell'amplificazione per [[emissione stimolata]] di un'[[onda elettromagnetica]].
 
== Storia ==
=== Le prime teorie ===
Nel 1917 [[Albert Einstein]] formulò le basi teoriche del laser e del maser nell'articolo ''Zur Quantentheorie der Strahlung'' ("Sulla teoria quantistica delle radiazioni") attraverso una riderivazione delle leggi sulla radiazione di [[Max Planck]]. Nel 1928 Rudolf W. Ladenburg dimostrò l'esistenza dell'emissione stimolata e dell'assorbimento negativo.<ref name="Steen, W. M 1998">Steen, W. M. ''Laser Materials Processing'', 2nd Ed. 1998.</ref> Nel 1939, Valentin A. Fabrikant predisse l'uso dell'emissione stimolata per amplificare onde corte.<ref>{{Cita web |url=https://www.unimib.it/upload/Semin_sicur_laser.pdf |titolo=Il rischio da laser: cosa è e come affrontarlo; analisi di un problema non così lontano da noi, Programma Corso di Formazione Obbligatorio anno 2004, Dimitri Batani (Powerpoint presentation >7Mb) |accesso=1º gennaio 2007 |editore=wwwold.unimib.it |dataarchivio=28 dicembre 2013 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20131228034729/http://www.unimib.it/upload/Semin_sicur_laser.pdf |urlmorto=sì }}</ref> Nel 1947, [[Willis Lamb|Willis E. Lamb]] e R. C. Retherford effettuarono la prima dimostrazione dell'emissione stimolata.<ref name="Steen, W. M 1998" /> Nel 1950 [[Alfred Kastler]] (vincitore del Nobel per la fisica nel 1966) propose il metodo per il pompaggio ottico confermato sperimentalmente due anni dopo da Brossel, Kastler e Winter.<ref>[{{cita web|url=https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1966/press.html |titolo=The Nobel Prize in Physics 1966] Presentation Speech by Professor Ivar Waller.| Retrievedaccesso=1 January 1,gennaio 2007.}}</ref>
 
=== Maser ===
{{Vedi anche|Maser}}
[[File:Charles Townes.jpg|miniatura|Charles H. Townes]]
Il primo maser venne costruito da [[Charles Hard Townes]], J. P. Gordon, e H. J. Zeiger alla Columbia University nel 1953. L'apparecchio era simile a un laser, ma concentrava energia elettromagnetica in un campo di frequenza notevolmente inferiore: utilizzava infatti l'emissione stimolata per produrre l'amplificazione delle [[microonde]] invece che di onde [[infrarosso|infrarosse]] o [[luce visibile|visibili]]. Il maser di Townes poteva erogare solo una minima potenza, circa 10&nbsp;nW, ma [[Nikolaj Gennadievič Basov|Nikolay Basov]] e [[Aleksandr Michajlovič Prochorov|Aleksandr Prokhorov]] risolsero il problema teorizzando e sviluppando un "metodo di pompaggio" con più di due livelli di energia.<ref>{{Cita web|url=https://www.photonics.com/LinearChart.aspx?ChartID=2|titolo=History of the Laser {{!}} Photonics.com|sito=www.photonics.com|accesso=7 febbraio 2019}}</ref><ref>{{cita pubblicazione|url=https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/basov-lecture.pdf |autore=Nikolay Basov|titolo=Lettura per il premio Nobel di Nikolay Basov|anno=1964}}</ref> Charles H. Townes, Nikolay Basov e Aleksandr Prokhorov ricevettero il premio Nobel per la fisica nel 1964, "''per il lavoro fondamentale nel campo dell'elettronica quantistica, che ha portato alla costruzione di oscillatori e amplificatori basati sul principio maser-laser.''"<ref>{{Cita web|url=https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1964/summary/|titolo=The Nobel Prize in Physics 1964|sito=NobelPrize.org|lingua=en|accesso=7 febbraio 2019}}</ref>
 
=== L'invenzione e la brevettazione ===
La paternità dell'invenzione del laser non è stata attribuita con certezza e il laser è stato oggetto di un trentennale contenzioso brevettuale.
Il 16 maggio 1960, [[Theodore Harold Maiman|Theodore H. Maiman]] azionò il primo laser funzionante a [[Malibù]] in California presso i laboratori della Hughes Research.<ref>{{Cita pubblicazione|cognome=Maiman |nome=T. H. |wkautore=Theodore Harold Maiman |anno=1960 |titolo=Stimulated optical radiation in ruby |rivista=Nature |volume=187 |numero=4736 |pp=493–494 |doi=10.1038/187493a0|bibcode = 1960Natur.187..493M }}</ref><ref>{{Cita web|accesso=15 maggio 2008|url=http://www.press.uchicago.edu/Misc/Chicago/284158_townes.html|titolo=The first laser |editore=[[University of Chicago]]|autore=[[Charles Hard Townes|Townes, Charles Hard]] }}</ref> Era un laser a stato solido che sfruttava il cristallo di [[rubino]] in grado di produrre un raggio laser rosso con una lunghezza d'onda di 694&nbsp;nm. Sempre nel 1960, Ali Javan, William R. Bennett e Donald Herriott costruirono il primo laser utilizzando l'[[elio]] e il [[neon]], definito '''maser ottico a gas'''<ref>{{US patent|3149290}}</ref>, in grado di produrre un raggio infrarosso. Nel 1963 K. Patel dei [[Bell Laboratories]] mette a punto il laser ad [[anidride carbonica]].<ref name="photonic" /> Tre anni prima Gordon Gould, che aveva incontrato e discusso con Townes, si era annotato vari appunti sull'utilizzo ottico dei maser e sull'utilizzo di un risonatore aperto, dettaglio poi successivamente comune in molti laser. Ritenendosi inventore del laser, Gordon Gould aveva depositato presso un notaio i suoi appunti, ma nel contenzioso legale che ne nacque, non gli venne riconosciuta dall'ufficio brevetti la paternità dall'invenzione. Nel 1971 Izuo Hayashi e Morton B. Panish dei [[Bell Laboratories]] disegnano il primo laser a semiconduttori ([[diodo laser]]) in grado di operare in continuo a temperatura ambiente. Nel 1977 viene attribuito un brevetto per il "pompaggio ottico" a Gordon Gould e nel 1979 un brevetto<ref>{{US patent|4161436}}</ref> descrive una grande varietà di applicazioni del laser, incluso riscaldamento e vaporizzazione dei materiali, saldatura, foratura, taglio, misurazione delle distanze, sistemi di comunicazione, sistemi di fotocopiatura oltre a varie applicazioni fotochimiche. Anche se non è mai stata attribuita a Gordon Gould l'invenzione del laser, per i suoi brevetti successivi ha incassato [[royalties]] milionarie da chi ha sviluppato sistemi laser utilizzando soluzioni e/o applicazioni da lui inventate.<ref name="photonic">[{{cita testo|url=http://www.photonics.com/Article.aspx?AID=42279 |titolo=A History Of The Laser: A Trip Through The Light Fantastic]}}</ref><ref>{{cita libro|autore=Nick Taylor |titolo=LASER: The inventor, the Nobel laureate, and the thirty-year patent war |anno=2000 |url=https://archive.org/details/laser00nick |data=2000 |editore=Simon & Schuster |isbn=0-684-83515-0 }}</ref><ref>{{cita libro |autore=Joan Lisa Bromberg |titolo=The Laser in America, 1950–1970 |data=1991 |pp=74–77 |url=http://aip.org/history/exhibits/laser/pdf/BrombergExcerpt.pdf |editore=MIT |isbn=978-0-262-02318-4 |accesso=11 marzo 2016 |dataarchivio=6 marzo 2012 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20120306054103/http://aip.org/history/exhibits/laser/pdf/BrombergExcerpt.pdf |urlmorto=sì }}</ref><ref>{{cita web |url=http://www.aip.org/history/exhibits/laser/sections/whoinvented.html |titolo=Who Invented the Laser? |data=2010 |editore=American Institute of Physics |autore=Spencer Weart |accesso=11 marzo 2016 |dataarchivio=28 maggio 2014 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20140528023745/http://www.aip.org/history/exhibits/laser/sections/whoinvented.html |urlmorto=sì }}</ref>
 
== Descrizione ==
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=== Schema di funzionamento ===
[[File:Laser.svg|upright=1.4|thumb|Componenti di un Laser:
<br/>1) Mezzo ottico attivo
<br/>2) Energia fornita al mezzo ottico
<br/>3) Specchio
<br/>4) Specchio semiriflettente
<br/>5) Fascio laser in uscita]]
Il laser è essenzialmente composto da 3 parti:
 
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== Classificazione ==
I laser sono classificati in funzione del pericolo per la salute umana. La classificazione viene effettuata dal produttore secondo le norme IEC 60825 armonizzate nell'Unione europea con le norme Cenelec EN 60825-1.<ref name="en60825">[{{cita testo|url=http://www.bristol.ac.uk/media-library/sites/nsqi-centre/documents/lasersafetybs.pdf |titolo=Norme EN 60825-1 Safety of laser products - Part 1: Equipment classification and requirements (IEC 60825-1:2007)] {{webarchive|urlurlarchivio=https://web.archive.org/web/20160309015951/http://www.bristol.ac.uk/media-library/sites/nsqi-centre/documents/lasersafetybs.pdf |data=9 marzo 2016 }}</ref> Prima del 2007 i laser erano classificati in 5 classi (1, 2, 3a, 3b, 4) dipendenti dalla potenza e dalla lunghezza d'onda, considerando che le emissioni nella banda del visibile erano considerate meno pericolose grazie al riflesso palpebrale. Le norme attualmente in vigore dividono i laser in 7 classi, introducendo i parametri di:
 
* Limite emissione accessibile (LEA): livello massimo di emissione accessibile permesso in una particolare classe.
* Massima esposizione permessa (MEP): il livello della radiazione laser a cui, in condizioni ordinarie, possono essere esposte le persone senza subire effetti dannosi. I livelli MEP rappresentano il livello massimo al quale l'occhio o la pelle possono essere esposti senza subire un danno a breve o a lungo termine. Il MEP da cui normalmente si ricava il LEA delle diverse classi di laser è stato ricavato dalle “Linee guida sui limiti di esposizione alla radiazione laser di lunghezza d'onda compresa tra 180 nm e 1 mm.” redatte dalla Commissione Internazionale sulla Protezione dalle radiazioni non ionizzanti (ICNIRP).<ref>[{{cita testo|url=http://www.icnirp.org/cms/upload/publications/ICNIRPLaser180gdl_2013.pdf |titolo=International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection - ICNIRP GUIDELINES ON LIMITS OF EXPOSURE TO LASER RADIATION OF WAVELENGTHS BETWEEN 180 nm AND 1,000 mm]}}</ref>
* Distanza nominale di rischio ottico (DNRO): distanza dalla apertura di uscita in cui l'intensità o l'energia per unità di superficie (grandezze relative alla irradianza o radianza) è uguale alla massima esposizione permessa per evitare il danno corneale (MEP).<ref>[{{cita testo|url=http://prod.sandia.gov/techlib/access-control.cgi/2002/021315.pdf |titolo=Approximation Methods for Estimating the Eye-Safe Viewing Distances, with or without Atmospheric Transmission Factors Considered, for Aided and Unaided Viewing Conditions]}}</ref>
 
La attuale classificazione introduce 2 classi M (M per magnificazione) a significare che il rischio è diverso se si utilizzano lenti, binocoli o strumenti ottici in grado di focalizzare sulla cornea il fascio laser. La classificazione attuale considera inoltre il limite massimo di emissione accessibile in funzione della durata della esposizione considerando il rischio connesso alla esposizione a impulsi o treni di impulsi ad alta potenza ma di durata molto breve.
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Alcune ricerche hanno rilevato come l'esistenza del riflesso palpebrale per proteggere gli occhi non può essere assunto come regola.
 
L'ordinanza 16 luglio 1998 pubblicata nella [[Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana|Gazzetta Ufficiale]] n. 167 del 20 luglio [[1998]] vieta, su tutto il territorio nazionale, la commercializzazione di puntatori laser o di oggetti con funzione di puntatori laser di classe pari o superiore a 3 (>1&nbsp;mW), secondo la norma CEI EN 60825<ref>{{cita pubblicazione|url=http://www.guritel.it/free-sum/ARTI/1998/07/20/sommario.html|titolo=Gazzetta Ufficiale - Serie Generale n. 167 del 20-7-1998|rivista=Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana|numero=167|p=14|data=20 luglio 1998|abstract=si|accesso=20 dicembre 2009|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20050427055507/http://www.guritel.it/free-sum/ARTI/1998/07/20/sommario.html|dataarchivio=27 aprile 2005}}</ref>. L'ordinanza redatta quando erano in vigore le vecchie norme tecniche e classificazioni dei dispositivi laser, viene applicata vista l'analogia nella classificazione di rischio tra la vecchia e nuova normativa tecnica.<ref>[{{cita testo|url=http://www.salute.gov.it/portale/news/p3_2_1_2_1.jsp?lingua=italiano&menu=notizie&p=nas&id=539 |titolo=Ministero della salute: Carabinieri Nas Bologna: puntatori laser di classe pari o superiore a III, causa di gravi danni oculari. Attività preventiva e repressiva - settembre 2015]}}</ref>
 
=== Laser a impulsi ===
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==== Laserterapia retinica ====
Il laser retinico viene usato generalmente per cicatrizzare zone di [[retina]] malata, al fine di eliminarle o di fissare meglio la retina sana intorno a zone patologiche. L'obiettivo è quello di ottenere delle cicatrici che rinforzino l'adesione della retina agli strati sottostanti (la retina è simile alla pellicola di una macchina fotografica tradizionale su cui si imprimono le immagini). Per l'operazione si può impiegare un tipo particolare di strumento, l'"[[argon laser]]", il cui fascio luminoso con lunghezza d'onda dell'ordine dei 488&nbsp;nm e 514&nbsp;nm comporta un maggiore riscaldando superficiale dei tessuti ricchi di cromofori. Il forte riscaldamento provoca un'infiammazione a cui segue una risposta cicatriziale.<ref>{{Cita web |url=http://www.iapb.it/news2.php?id=687 |titolo=IAPB: Laserterapia retinica |accesso=12 giugno 2008 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20121202023050/http://www.iapb.it/news2.php?id=687 |dataarchivio=2 dicembre 2012 |urlmorto=sì }}</ref><ref>{{cita web|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4398802/|titolo=Modern retinal laser therapy |data= |accesso=|}}</ref>
 
=== Laser cutaneo ===
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==== Trattamento delle lesioni vascolari ====
Le lesioni vascolari superficiali (spider venosi, [[teleangectasia|teleangectasie]], emangiomi, ecc. ) possono essere trattate con sorgenti laser che emettono a lunghezze d'onda che possono essere assorbite selettivamente dall'emoglobina e ossiemoglobina più che dai tessuti circostanti. Sono utilizzati laser KTP o ''potassium titanyl phosphate'' (532&nbsp;nm), PDL o ''pulsed dye'' (585–595&nbsp;nm), alessandrite (755&nbsp;nm), diodici (800–810, 940&nbsp;nm), Nd-YAG (1060&nbsp;nm) a seconda della lesione vascolare da trattare. I primi due modelli sono preferiti nel trattamento di vasi di diametro inferiore al millimetro mentre gli ultimi tre modelli possono essere preferiti per lesioni di dimensioni superiori.<ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24220848 |titolo=Transcutaneous laser treatment of leg veins.]}}</ref><ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9693667 |titolo=Evaluation of the long-pulse dye laser for the treatment of leg telangiectasias]}}</ref><ref>{{cita web|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11074700|titolo=Pulsed alexandrite laser for the treatment of leg telangiectasia and reticular veins |data= |accesso=|}}</ref>
 
==== Trattamento delle cicatrici atrofiche, ipertrofiche e cheloidi ====
Il laser può essere utilizzato con funzione ablativa, quasi o non ablativa sulle lesioni cutanee che comportano una produzione irregolare di collagene.
 
I più comuni ablativi sono il laser CO<sub>2</sub> (10600&nbsp;nm) e il laser erbio o Er-YAG (2640&nbsp;nm). In origine è stato utilizzato anche il laser PDL (585&nbsp;nm).<ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11149609 |titolo=Laser treatment of hypertrophic scars, keloids, and striae.]}}</ref><ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22612738 |titolo=Management of acne scarring, part I: a comparative review of laser surgical approaches.]}}</ref> Non ablativi o quasi ablativi invece le tecnologie a impulsi del laser Nd-YAG (1060&nbsp;nm) e diodico (1450&nbsp;nm). Recentemente è stata introdotta anche la tecnologia del laser frazionale (FRAXEL) .<ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17300597 |titolo=Laser scar revision: a review]}}</ref><ref>{{cita web|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21856540|titolo=Laser treatment for improvement and minimization of facial scars |data= |accesso=|}}</ref><ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24336931 |titolo=Laser treatment of traumatic scars with an emphasis on ablative fractional laser resurfacing: consensus report.]}}</ref>
 
Approccio analogo è stato sperimentato anche su cicatrici atrofiche da acne e strie distense.<ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4673510/ |titolo=A novel 1565 nm non-ablative fractional device for stretch marks: a preliminary report.]}}</ref>
 
==== Trattamento delle lesioni pigmentate ====
Melasma, discromie cutanee, macchie iperpigmentate ma anche rimozione tatuaggi sono l'obiettivo di vari trattamenti con laser.
 
Si tende a utilizzare laser a impulso molto breve, normalmente con tecnologia [[Q-switching]]. Impulsi brevi o molto brevi comportano una pari efficacia ma un rischio minore di cicatrici e iperpigmentazioni rispetto a fluenze continue.<ref>{{cita web|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6782144|titolo=Removal of tattoos by CO2 laser |data= |accesso=|}}</ref><ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2257415 |titolo=Q-switched ruby laser treatment of tattoos; a 9-year experience.]}}</ref><ref name="ncbi.nlm.nih.gov">[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11859593 |titolo=Laser eradication of pigmented lesions and tattoos]}}</ref><ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3461803/ |titolo=Lasers for Treatment of Melasma and Post-Inflammatory Hyperpigmentation]}}</ref>
 
==== Trattamento di fotoepilazione ====
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==== Trattamento contro l'invecchiamento cutaneo ====
La tecnica corrente, chiamata dall'inglese ''resurfacing'', prevede un insulto termico prodotto dal laser che comporta la rimozione degli strati più superficiali che vengono sostituiti nel giro di poche settimane da strati completamente nuovi, dove normalmente sono meno evidenti i segni dell'invecchiamento. Il trattamento introdotto attorno al 1995 con laser CO<sub>2</sub> ablativi ha visto l'utilizzo anche di laser Er-YAG, Nd-YAG e più recentemente di laser FRAXEL e laser non ablativi per ridurre il rischio cicatrici e discromie.<ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7582831/Skin |titolo=resurfacing of fine to deep rhytides using a char-free carbon dioxide laser in 47 patients.]}}</ref><ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9950554/ |titolo=Cutaneous resurfacing with CO2 and erbium: YAG lasers: preoperative, intraoperative, and postoperative considerations.]}}</ref><ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25285818/ |titolo=Evolution of laser skin resurfacing: from scanning to fractional technology.]}}</ref><ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9537005/ |titolo=Complications of carbon dioxide laser resurfacing. An evaluation of 500 patients.]}}</ref><ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9357499/ |titolo=Laser skin resurfacing with the Q-switched Nd:YAG laser.]}}</ref><ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16176775/ |titolo=1,450 nm long-pulsed diode laser for nonablative skin rejuvenation.]}}</ref><ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12269878/ |titolo=Nonablative laser skin resurfacing using a 1540 nm erbium glass laser: a clinical and histologic analysis.]}}</ref><ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17451574/ |titolo=Fractional photothermolysis: a novel aesthetic laser surgery modality.]}}</ref>
 
=== Trattamento laser delle emorroidi con tecnica HeLP ===
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{{Vedi anche|Terapia fotodinamica}}
 
Il laser viene utilizzato come tecnica non invasiva per la completa rimozione di [[tumore|tumori]] allo stadio iniziale. Nei tessuti viene iniettato una sostanza fotosensibile con un assorbimento selettivo nei tessuti malati. Al passaggio di un fascio di luce di una determinata lunghezza d'onda, il farmaco attiva una reazione che ha per protagonista l'[[ossigeno]], ossida e distrugge le sole cellule malate. Il fatto eccezionale è che il farmaco agisce selettivamente e le cellule sane non vengono intaccate, come purtroppo avviene durante un'asportazione chirurgica. Per tumori più estesi, serve a circoscrivere la [[metastasi]], ma non guarisce la malattia.<ref>[{{cita testo|url=http://www.cancer.gov/about-cancer/treatment/types/surgery/photodynamic-fact-sheet |titolo=National Cancer Institute -Photodynamic Therapy for Cancer]}}</ref>
 
=== Fototerapia ===
{{Vedi anche|Psoriasi}}
 
Particolari laser argon cloruro eccimeri emettono nella banda dei 308&nbsp;nm considerata ottimale per la [[fototerapia]] della [[psoriasi]].<ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12063488/ |titolo=Efficacy of the 308-nm excimer laser for treatment of psoriasis: results of a multicenter study.]}}</ref>
Analogo trattamento è considerato efficace per la [[vitiligine]].<ref>[{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25428573/ |titolo=Treatment of 308-nm excimer laser on vitiligo: A systemic review of randomized controlled trials.]}}</ref>
 
=== Fisioterapia ===
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===Terapia laser ad alta intensità (HILT)===
L'High Intensity Laser Therapy (HILT) trova impiego nella gestione del dolore e del disordine muscolo-scheletrico, in virtù anche di un effetto antinfiammatorio e antiedemico.<ref>{{Cita pubblicazione|titolo=The Beneficial Effects of High-Intensity Laser Therapy and Co-Interventions on Musculoskeletal Pain Management: A Systematic Review|doi=10.15171/jlms.2020.14|PMID=32099632}}</ref><ref>'High-Intensity Laser Therapy for Musculoskeletal Disorders: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Clinical Trials'', ''Journal of Clinical Medicine'' (febbraio 2023), 12(4).{{doi|10.3390/jcm12041479}}</ref> La HILT (o laser di classe IV<ref name="OCLC_10013374730" />) diminuisce la concentrazione dei mediatori pro-infiammatori e migliora la permeabilità capillare, con conseguente totale eradicazione dell’infiammazione.<ref>''TECAR Therapy Associated with High-Intensity Laser Therapy (Hilt) and Manual Therapy in the Treatment of Muscle Disorders: A Literature Review on the Theorised Effects Supporting Their Use'', in ''Journal of Clinical Medicine'', ottobre 2022, 11(20). {{doi|10.3390/jcm11206149}}</ref> È risultata efficace nel produrre sollievo dal dolore e nel migliorare la funzionalità nell'[[osteoartrite]] del ginocchio.<ref>''Is high intensity laser therapy more effective than other physical therapy modalities for treating knee osteoarthritis? A systematic review and network meta-analysis’', in ''Frontiers in Medicine'', settembre 2022, vol. 9. {{doi|10.3389/fmed.2022.956188}}</ref> L'HILT può essere molto utile per il trattamento di disturbi dolorosi legati al [[collo]], in quanto offre vari effetti tra cui [[biostimolazione]], [[rigenerazione cellulare|rigenerazione]], [[analgesia]], proprietà antinfiammatorie e proprietà antiedemigene.<ref name="OCLC_10013374730" /> Al 2023 ha ricevuto scarsa attenzione da parte della ricerca accademica.<ref name="OCLC_10013374730">{{cita pubblicazione|autoriautore=Diggaj Shrestha, MD Ashraf Hussain, Nur Nahara Begum Barbhuiya, Yasmin Rahman, Manalisa Kalita, Sunita Sharma|url=https://www.jcdr.net//article_fulltext.asp?issn=0973-709x&year=2023&volume=17&issue=9&page=YE01&issn=0973-709x&id=18397|titolo=An Overview and Implication of High Intensity Laser Therapy in Neck Pain: A Narrative Review|data=1° settembre 2023|rivista=Journal of Clinical and Diagnostic Research|volume=17|numero=9|doi=10.7860/JCDR/2023/63445.18397|accesso=24 febbraio 2024|oclc=10013374730|lingua=en|via=[https://doaj.org/article/fd3bd09c3b984e4db4cda5d077b817ef DOAJ]|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20240224203434/https://www.jcdr.net//article_fulltext.asp?issn=0973-709x&year=2023&volume=17&issue=9&page=YE01&issn=0973-709x&id=18397|dataarchivio=24 febbraio 2024|urlmorto=no}}</ref>
 
== Impiego militare ==
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[[File:YAL-1A Airborne Laser unstowed crop.jpg|thumb|[[Boeing YAL-1]]. L'arma laser è montata nella torretta sul muso dell'aereo. Progetto abbandonato nel 2011.]]
 
L'utilizzo militare delle tecnologie laser ha avuto immediata applicazione in sistemi di puntamento, telemetria e accecamento. Nel [[1980]], il '''IV Protocollo''' della [[Convenzione delle Nazioni Unite su certe armi convenzionali]], proibisce espressamente armi laser destinate all'accecamento dell'uomo. Nonostante sia entrato in forza il 30 luglio [[1998]], non ne vengono specificate le sanzioni per la sua violazione, e a marzo 2016 vi hanno aderito 106 nazioni.<ref name="UNTreat">{{cita web|titolo=2 .a Additional Protocol to the Convention on Prohibitions or Restrictions on the Use of Certain Conventional Weapons which may be deemed to be Excessively Injurious or to have Indiscriminate Effects (Protocol IV, entitled Protocol on Blinding Laser Weapons)|url=https://treaties.un.org/pages/ViewDetails.aspx?src=TREATY&mtdsg_no=XXVI-2-a&chapter=26&lang=en|accesso=29 marzo 2016|dataarchivio=19 novembre 2020|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20201119134053/https://treaties.un.org/pages/ViewDetails.aspx?src=TREATY&mtdsg_no=XXVI-2-a&chapter=26&lang=en|urlmorto=sì}}</ref> Il '''IV Protocollo''' non contempla il rischio di accecamento di umani che utilizzano strumenti di visione e l'accecamento di sistemi di visione elettronica.
 
Le ricerche sulla possibilità di danneggiare con un raggio laser proiettili, missili o aerei hanno ricevuto ingenti fondi, ma i risultati ottenuti hanno mostrato specifiche limitazioni della tecnologia. Nebbia, nuvole o tempeste di sabbia normalmente assorbono gran parte della potenza del raggio laser, inoltre dimensioni e peso del sistema d'arma per ottenere [[irradianza|irradianze]] adeguate lo rendono poco maneggevole e anche difficilmente trasportabile. La potenza necessaria ad alimentare un sistema d'arma da 100&nbsp;kW va oltre i 400&nbsp;kW con conseguenti problematiche di raffreddamento. Un altro limite intrinseco delle armi laser di alta potenza consiste nella defocalizzazione indotta dal calore dell'aria attraversata; fenomeno chiamato "''thermal blooming''".<ref name="congress">{{cita web |url=https://fas.org/sgp/crs/weapons/R41526.pdf |titolo= Shipboard Lasers for Surface, Air, and
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Dagli [[anni 2000]], le tecnologie laser hanno ricevuto spesso ingenti fondi, ma i risultati ottenuti sono sempre stati, almeno inizialmente, piuttosto modesti. I comandi militari hanno richiesto sistemi laser di elevata potenza (100 [[Watt|kW]] almeno)<ref name="LA2" /><ref name="LA4" /> e maneggevoli, cioè apparecchiature trasportabili su mezzi cingolati o su gomma. I ricercatori sono stati in grado di realizzare laser di notevole potenza (anche diversi megawatt) e laser portatili, ma non sono stati in grado di realizzare sistemi che riunissero entrambe le caratteristiche. Già nel [[2005]],<ref name="LA">{{cita web|url=http://www.repubblica.it/2005/h/sezioni/scienza_e_tecnologia/hel/hel/hel.html?ref=search|titolo=Armi da fantascienza su aerei Usa, arriva Hel, il primo mini laser|sito=La Repubblica|data=30 agosto 2005|accesso=27 febbraio 2016}}</ref> [[Il Pentagono]] aveva annunciato il progetto HELLADS (''High Energy Liquid Laser Area Defense System''): si trattava di un congegno in grado di combinare laser a stato solido e liquido, riducendo enormemente dimensioni e peso, così da permetterne il montaggio sugli [[Aereo da caccia|aerei da caccia]].<ref name="LA" /> L'arma era in grado di sprigionare una potenza di circa 1&nbsp;kW, anche se per la fine dell'anno il [[Defense Advanced Research Projects Agency|DARPA]] aveva previsto di aumentare la potenza a più di 15&nbsp;kW.<ref name="LA" /> Nel giro di 2 anni al massimo quindi, l'[[United States Air Force|USAF]] avrebbe dovuto avere a disposizione un'arma laser per aerei da poco più di 1600 [[libbra|libbre]] (circa 750 [[chilogrammo|kg]]).<ref name="LA" />
 
Nel febbraio [[2007]] utilizzando un laser SSHCL (''Solid State Heat Capacity Laser'') ricercatori statunitensi hanno dichiarato di aver raggiunto potenze di 67&nbsp;kW con un dispositivo trasportabile.<ref name="LA2">{{cita web|url=http://www.repubblica.it/2007/02/sezioni/scienza_e_tecnologia/arma-laser/arma-laser/arma-laser.html?ref=search|titolo=Un laser da guerre spaziali contro missili e carri armati|sito=La Repubblica|data=23 febbraio 2007|accesso=27 febbraio 2016}}</ref> L'arma era in grado di sparare 200 volte al secondo un raggio di luce la cui lunghezza d'onda sarebbe stata di un [[Micrometro (unità di misura)|micron]], anche se si stava studiando la possibilità di sparare raggi con continuità verso un obiettivo da distruggere.<ref name="LA2" /> I ricercatori sostennero inoltre che, dai 6 agli 8 mesi a quella parte, avrebbero potuto produrre un congegno in grado di sprigionare i tanto richiesti 100&nbsp;kW.<ref name="LA2" /> Sistemi come questi, sprigionano una grande potenza che può essere erogata continuamente per 2 minuti, al massimo, e richiedono 20 minuti per ricaricarsi.<ref name="congress" /><ref>{{Cita web |url=http://www.onr.navy.mil/Science-Technology/Departments/Code-35/All-Programs/air-warfare-352/Solid-State-Laser-Technology-Maturation.aspx |titolo=Office of Naval Research : Solid State Laser Technology Maturation Program |accesso=29 marzo 2016 |dataarchivio=10 aprile 2016 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20160410212609/http://www.onr.navy.mil/Science-Technology/Departments/Code-35/All-Programs/air-warfare-352/Solid-State-Laser-Technology-Maturation.aspx |urlmorto=sì }}</ref>
 
Il 18 marzo del [[2009]] la [[Northrop Grumman Corporation]] affermò che i suoi ingegneri avevano costruito e testato con successo a [[Redondo Beach (California)|Redondo Beach]] un laser trasportabile capace di raggiungere potenze sopra i 105&nbsp;kW.<ref>{{Cita web|nome=Pae |cognome= Peter |titolo=Northrop Advance Brings Era Of The Laser Gun Closer |sito=Los Angeles Times |data=19 marzo 2009 |p= B2 |url=http://articles.latimes.com/2009/mar/19/business/fi-laser19 }}</ref>
 
Tuttavia armi laser in grado di distruggere o danneggiare un obiettivo in combattimento, di cui si è molto discusso negli [[anni 2000]], nell'ambito della [[Strategic Defense Initiative|strategia del surclassamento tecnologico]], sono stati abbandonati;<ref>{{cita web |url=https://csis.org/blog/missile-defense-umbrella |titolo=Missile Defense Umbrella? |editore=Center for Strategic and International Studies |urlmorto=sì |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20110111093235/http://csis.org/blog/missile-defense-umbrella |dataarchivio=11 gennaio 2011 }}</ref><ref>{{cita web |url=http://www.airforcetimes.com/news/2010/02/airforce_budget_022610w/ |titolo=Schwartz: Get those AF boots off the ground |editore=airforcetimes.com}}</ref><ref>{{cita web|autore=Nathan Hodge |url=https://online.wsj.com/article/SB10001424052748704570104576124173372065568.html |titolo=Pentagon Loses War To Zap Airborne Laser From Budget |editore =Wall Street Journal|data= 11 febbraio 2011}}</ref> anche il sistema [[Tactical High Energy Laser]] sviluppato congiuntamente da [[Stati Uniti d'America]] e [[Israele]] per intercettare proiettili di artiglieria o razzi è stato abbandonato nel 2006, nonostante la relativa efficacia contro razzi [[Katjuša (lanciarazzi)|Katyusha]] o [[Qassam]].<ref name="NyTimes">{{cita web|titolo=US and Israel Shelved Laser as a Defense|url=https://www.nytimes.com/2006/07/30/world/middleeast/30laser.html |giornale=The New York Times|data=30 luglio 2006}}</ref>
 
=== Anni 2010 ===
[[File:Laser Weapon System aboard USS Ponce (ASB(I)-15) in November 2014 (01).JPG|thumb|Cannone laser navale, sperimentale, "LaWS" nel [[novembre]] [[2014]]]]
 
Nel [[novembre]] [[2014]], la [[United States Navy]] effettuò il primo montaggio e sperimentazione di un suo cannone laser.<ref name="LA3">{{cita web|url=http://www.focus.it/tecnologia/innovazione/il-cannone-laser-della-us-navy|titolo=Il cannone laser della marina americana|data=19 novembre 2014|accesso=27 febbraio 2016}}</ref> L'arma, denominata ''LaWS'', con la potenza di 30&nbsp;kW, è in grado di danneggiare elicotteri, droni e piccole imbarcazioni, ma anche di far detonare materiale esplosivo e accecare i sistemi di puntamento dei bombardieri e delle navi nemiche.<ref name="LA3" /><ref>{{Cita web | url =http://breakingdefense.com/2014/05/laser-weapons-lower-expectations-higher-threats/|titolo= Laser Weapons: Lower Expectations, Higher Threats|sito= Breakingdefense.com |accesso= 29 marzo 2016}}</ref> Il suo costo unitario era di circa 28 milioni di [[dollaro statunitense|dollari]]<ref name="LA3" /> ma il costo del singolo colpo laser è molto inferiore a quello di altri sistemi di intercettazione. Integrandole con altri sistemi d'arma, che non hanno le stesse limitazioni meteorologiche, si pensa che le armi laser di alta potenza avranno nei prossimi anni un importante sviluppo e non solo negli [[Stati Uniti d'America]].<ref>{{Cita web | url = http://www.thesundaytimes.co.uk/sto/news/uk_news/Defence/article1478574.ece | titolo = Defence | giornale = The Sunday Times | accesso = 29 marzo 2016 | dataarchivio = 2 novembre 2014 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20141102163226/http://www.thesundaytimes.co.uk/sto/news/uk_news/Defence/article1478574.ece | urlmorto = sì }}</ref><ref>[{{cita testo|url=http://news.usni.org/2015/07/28/navy-pursuing-upgraded-railgun-higher-power-laser-gun-by-2020 |titolo=Navy Pursuing Upgraded Railgun, Higher-Power Laser Gun By 2020]}}</ref>
 
Contemporaneamente alla [[United States Navy]], varie industrie come la Northrop, [[Raytheon Company]]<ref>{{Cita web | url = http://www.militaryaerospace.com/articles/2014/08/raytheon-laser-jltv.html | titolo = Raytheon to build UAV-killing lasers for Marines | giornale = Military aerospace | data = 15 agosto 2014}}</ref> e la [[Lockheed Martin]] hanno incominciato nei primi mesi del [[2014]] a produrre cannoni laser, con potenze e prestazioni sempre superiori<ref name="LA4">{{cita web|url=http://www.tomshw.it/news/cannone-laser-da-30-kilowatt-per-scopi-militari-54926|titolo=Cannone laser da 30 kilowatt per scopi militari|data=31 gennaio 2014|accesso=27 febbraio 2016|dataarchivio=5 marzo 2016|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20160305160600/http://www.tomshw.it/news/cannone-laser-da-30-kilowatt-per-scopi-militari-54926|urlmorto=sì}}</ref><ref>{{Cita web | url = http://defense-update.com/20140813_laser-gbad.html | titolo = US Navy to test powerful, mobile laser weapon against drones | giornale = Defense Update | data = 13 agosto 2014| accesso = 29 marzo 2016}}.</ref>. Nel giro di un anno, nel [[marzo]] [[2015]] la Lockheed affermò che ''Athena'', nome dell'arma, era in grado, pur con poco più di 30&nbsp;kW di potenza, di perforare e sciogliere come burro la lastra del cofano di un [[Pick-up (veicolo)|pick-up]] da quasi un [[Miglio (unità di misura)|miglio]] di distanza, ovvero circa 1,6 [[chilometro|km]].<ref>{{cita web|url=http://www.corriere.it/esteri/15_marzo_09/laser-che-taglia-come-burro-furgone-quasi-due-km-distanza-a46ac948-c64b-11e4-80fc-ae05ebe65fb1.shtml|titolo=Il laser che “taglia” come burro il furgone da quasi due km di distanza|data=9 marzo 2015|accesso=27 febbraio 2016}}</ref>
 
== Altri utilizzi ==
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Il laser viene utilizzato nella tecnica in una gran varietà di apparecchiature: nelle [[telecomunicazioni]] e nelle reti di computer viene utilizzato per trasferire enormi quantità di dati attraverso le [[fibra ottica|fibre ottiche]] nelle rispettive [[comunicazioni ottiche]]. Viene utilizzato come elemento di lettura nei player di [[CD]] e [[DVD]] e per la scrittura nei [[masterizzatore|masterizzatori]]. È inoltre alla base di visioni di ologrammi nell'ambito della tecnica di foto 3D detta [[olografia]].
 
In ambito industriale il laser viene utilizzato per tagliare o saldare lamiere in metallo anche di elevati spessori. Nel settore del [[packaging]] è utilizzato (generalmente in abbinamento a una [[testa galvanometrica]]) per marcare date di scadenza, codici a barre e altre informazioni o per realizzare tagli e incisioni. In [[metrologia]] grazie ai laser si possono effettuare delle misure di estrema precisione nel campo che va dai [[micron]] alle decine di metri. In campo edile vengono utilizzate sempre più spesso livelle laser. Si realizzano puntatori per sistemi d'arma, o più pacificamente, come indicatori per conferenzieri. Enormi laser permetteranno forse in un prossimo futuro di ottenere [[Energia da fusione|reattori nucleari a fusione]] efficienti. Lo SLAC-National Accelerator Laboratory presso l'Università di Stanford ha realizzato il più potente laser a raggi X al mondo, e i risultati sono stati pubblicati sulla rivista ''Nature'' a gennaio [[2012]].<ref>{{cita web|url=https://news.slac.stanford.edu/press-release/world%E2%80%99s-most-powerful-x-ray-laser-creates-2-million-degree-matter|titolo=World’s Most Powerful X-ray Laser Creates 2-Million-Degree Matter|sito=SLAC news center|autore=Menlo Park|data=25 gennaio 2012|lingua=en|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20121120170936/https://news.slac.stanford.edu/press-release/world%E2%80%99s-most-powerful-x-ray-laser-creates-2-million-degree-matter|dataarchivio=20 novembre 2012}}</ref>
 
Il laser viene utilizzato anche per manipolare la materia a livello atomico. Il laser può essere utilizzato per saldare, dividere o forare elementi a livelli atomici, inoltre viene spesso utilizzato per raffreddare i composti a temperature prossime allo [[zero assoluto]] (qualche milionesimo di [[kelvin]]). Il raffreddamento si ottiene illuminando la materia con i fotoni, sotto opportune condizioni gli atomi assorbono il fotone e ne emettono uno a energia superiore perdendo di conseguenza energia. Si sta studiando la possibilità di utilizzare queste tecniche per raffreddare i [[semiconduttori]].<ref>{{cita news|url=http://lescienze.espresso.repubblica.it/articolo/articolo/1301905|titolo=Semiconduttori raffreddati con la luce|editore=Gruppo Editoriale L’Espresso Spa|giorno=09|mese=5|anno=2007|accesso=20 dicembre 2009}}</ref>
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* [[Orazio Svelto]], ''Il fascino sottile del laser'', Roma, Di Renzo, 2007.
* Aldo Vasta, ''I laser terapeutici. Attualità in laserterapia ed elementi di laserchirurgia. Teoria e pratica delle applicazioni dei laser in medicina'', Roma, Marrapese, 1998.
* {{cita libro | autore = Dr. Rüdiger Paschotta | url = https://scholar.google.it/scholar?lookup=0&q=%22Encyclopedia+of+Laser+Physics+and+Technology%22&hl=it&as_sdt=0,5&as_vis=1 | titolo = Encyclopedia of Laser Physics and Technology | lingua = en | editore = Wiley-VCH | isbn = 978-3-527-40828-3 | oclc = 62085733 | data = 14 ottobre 2005 | edizione = 1ª ed. ne | sito = Google Scholar | urlmorto = no}}
 
== Voci correlate ==
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== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
* {{cita web | 1url = http://pil.phys.uniroma1.it/~servedio/corsi/MC07/EDSS_Lasers_07-08.pdf | 2titolo = Analisi storico-scientifica dei laser (presentazione powerpoint) | accesso = 18 settembre 2008 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20120923142112/http://pil.phys.uniroma1.it/~servedio/corsi/MC07/EDSS_Lasers_07-08.pdf | dataarchivio = 23 settembre 2012 | urlmorto = sì}}
* [{{cita testo|url=https://web.archive.org/web/20121128195719/http://www.iapb.it/news2.php?id=641 |titolo=Agenzia internazionale per la prevenzione della cecità]}}: laser per correggere miopia, astigmatismo e ipermetropia
* {{cita web|url=http://lescienze.espresso.repubblica.it/articolo/Ecco_perché_il_laser_taglia/1316028|titolo=Le Scienze: Il taglio laser}}
* [{{cita testo|url=http://www.hanel-photonics.com/laser_diode_market.html |titolo=''Laser a semiconduttore - Diversi tipi '']}} - lunghezze d'onda disponibili di laser a semiconduttore
* {{cita web|1url=http://phys.educ.ksu.edu/vqm/html/rubylaser.html|2titolo=Simulatore interattivo per il laser al rubino|lingua=en|accesso=16 agosto 2005|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20050306185854/http://phys.educ.ksu.edu/vqm/html/rubylaser.html|dataarchivio=6 marzo 2005|urlmorto=sì}}
* {{cita web|1url=http://phys.educ.ksu.edu/vqm/html/henelaser.html|2titolo=Simulatore interattivo per il laser all'elio neon|lingua=en|accesso=16 agosto 2005|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20050306183103/http://phys.educ.ksu.edu/vqm/html/henelaser.html|dataarchivio=6 marzo 2005|urlmorto=sì}}
* {{cita web|1url=http://phys.educ.ksu.edu/vqm/html/diodelaser.html|2titolo=Simulatore interattivo per il diodo laser|lingua=en|accesso=16 agosto 2005|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20050827024408/http://phys.educ.ksu.edu/vqm/html/diodelaser.html|dataarchivio=27 agosto 2005|urlmorto=sì}}
 
{{fotonica}}