Ang mga Laser ay Nakahandang Gumanap ng Mahalaga na Papel sa mga Darating na Dekada Habang Umuunlad ang Teknolohiya

Ang laser, pinaikling Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, ay isang aparato na naglalabas ng liwanag sa partikular na mga haba ng alon at pinapalakas ang liwanag na iyon upang lumikha ng napakakitid, napakaliwanag na sinag ng radiation na nakatutok sa isang napakaliit na tuldok. Mayroong maraming uri ng laser, kabilang ang fiber laser, gas laser, solid-state laser, dye laser, at diode laser, na lahat ay may iisang batayang hanay ng mga sangkap.

Sa kasalukuyan, ang mga laser ay mahalagang bahagi ng maraming produktong ginagamit natin araw-araw, mula sa mga consumer product tulad ng Blu-Ray, CD, DVD player, at barcode scanner hanggang sa laser printer at LASIK eye surgery. Ginagamit din ito upang sukatin, putulin, i-engrave, mag-drill, at magmarka ng malawak na hanay ng mga materyales.

Ang unang laser ay binuo noong 1960, batay sa gawa ni Albert Einstein sa stimulated emission, na nagdala sa kanya ng Nobel Prize noong 1921. Mula noon, ang pandaigdigang pamilihan ng teknolohiyang laser ay lumago nang malaki at tinatantiyang aabot sa halagang $25.6 bilyon pagsapit ng 2027.

Paglalapat ng Teknolohiyang Laser

Napatunayan na ang laser ay isang napaka-praktikal na kasangkapan dahil sa paghahatid nito ng monochromatic, kontrolado, at eksaktong nakatutok na mga sinag ng liwanag. Marami sa mga mahalagang makabagong aplikasyon nito ay nasa fiber-optic communication, laser machining at fabrication, pagtuklas ng trace element, laser metrology, at medical imaging. 

Bagaman ang agham ng liwanag mismo ay hindi nagbago, ang teknolohiyang laser ay mabilis na umunlad sa paglipas ng mga taon. Kaya, bagaman nilikha ilang dekada na ang nakalilipas, ang pag-unlad ng teknolohiya ay sa wakas nagbigay-daan sa mga laser na gumanap ng papel na palagi nating inisip para sa kanila. 

Ngayon, tingnan natin ang mga pinakabagong pag-unlad at lahat ng nagiging posible dahil sa teknolohiyang ito sa iba’t ibang industriya!

Komunikasyon 

Sa pamamagitan ng pagpayag sa paglikha ng mga secure na network na maaaring magpadala ng napakalaking dami ng data nang mabilis, mas epektibo, at may pinahusay na seguridad, ang teknolohiyang laser ay nagiging game-changer sa satellite communications. Bilang resulta, inaasahang quadruple ang global space-based laser communication market pagsapit ng 2031, as per Straits Research.

Sa larangang ito, nag-aalok ang Laser ng malawak na hanay ng mga aplikasyon tulad ng inter-satellite communications at satellite-to-ground connectivity. At habang patuloy na dumarami ang mga orbiting satellite, ang space-based laser communications ay magiging mas kritikal pa sa mga sistema ng satellite communications.

Kamakailan, nagsagawa ang NASA ng unang matagumpay na pagsubok ng kanilang Deep Space Optical Communications (DSOC) system, isang next-generation na komunikasyon na nagpapadala ng impormasyon gamit ang liwanag ng laser. Bilang bahagi ng serye ng mga pagsubok na ginagawa ng NASA upang mapabilis ang komunikasyon sa malalim na kalawakan, ito ang pinaka-malayong laser communication hanggang ngayon. Kung magtatagumpay, inaasahan ng mga opisyal ng NASA na gagamitin ito ng mga astronaut sa mga darating na dekada bilang paraan ng pakikipag-ugnayan sa ground control.

Bagaman humaharap ang laser communications sa maraming hamon, lalo na sa usapin ng atmospera, sinusuri ang mga makabagong teknik tulad ng adaptive optics, beam steering, at error correction algorithms upang mapagaan ang mga epekto, na magpapaunlad sa praktikal na pagpapatupad ng laser communications.

Kaya, habang ang kalawakan ay nakaranas ng tipikal na paggamit ng laser communications, isinasagawa ang pananaliksik, pag-unlad, at pamumuhunan upang mapalawak ang praktikal na paggamit nito. Ang pagpapalawak ng bandwidth nito at pag-andar sa iba’t ibang kondisyon ng atmospera ay magpapalawak ng implementasyon ng laser communications sa mga merkado ng depensa, sibil, komersyal, at agrikultura.

Sa internasyonal na komunidad, isinasagawa rin ang mga pagsisikap sa standardisasyon upang matiyak ang interoperability at malawak na pag-aampon ng mga laser communication system.

Depensa

Ang industriya ng militar ay nakatuon sa pag-develop ng mga laser weapon dahil sa kadalian ng operasyon, katumpakan, at kawalan ng collateral damage. Higit pa rito, sa malawak na pagkuha ng mga lethal drone ng mga militar sa buong mundo, naging sentro ng atensyon ang kakayahan ng mga laser weapon para sa lahat ng puwersang militar.

Noong nakaraang taon, may mga spekulasyon na ang Russia ay naging unang bansa na gumamit ng laser weapon, ang Persevet at Zadira, sa labanan upang sunugin ang mga kalabang drone. Ang US ay nagpapatuloy din sa pagpapalawak ng trabaho sa laser-based air defense.

At mas maaga ngayong taon, naabot ng tactical laser weapon DEIMOS system ng Lockheed Martin (LMT ) ang milestone na “first light”. Ang kumpanyang US ay bahagi rin ng unang laser-based Iron Beam air defense system ng Israel na kayang pababain ang kalabang eroplano, rockets, UAV, at mortars sa pamamagitan ng pagdidirekta ng mga laser beam dito.

Habang tumataas ang paggamit ng mga laser system, natuklasan din ng mga siyentipiko ang isang bagong paraan upang makabuluhang pataasin ang kapangyarihan ng fiber laser habang pinapanatili ang kalidad ng kanilang beam, na ginagawa itong susunod na pangunahing teknolohiyang depensa laban sa mga murang drone.

Ang breakthrough na ito ay kinabibilangan ng potensyal na paggamit ng multimode optical fiber upang makabuluhang pataasin ang power output ng fiber laser, mula 3 hanggang 9 beses, nang hindi nasisira ang kalidad ng beam. Sa pamamagitan nito, nagagawa ng mga laser na ito na epektibong tutukan ang mga malalayong target, na nagreresulta sa napakataas na power output. Ang pagtaas ng power output na ito ay nagpapahusay sa gamit ng fiber laser, ginagawa itong mas mahalaga para sa industriya ng depensa.

Isa pang superpower militar, ang China, ay patuloy ding gumagawa ng malalaking pag-unlad sa laser weapon, at ilang buwan na ang nakalipas, nag-claim ang mga siyentipikong militar ng China na nakabuo sila ng bagong cooling system na nagpapahintulot sa high-energy laser na mag-operate “infinitely” nang walang pagbuo ng waste heat, isang malaking hamon sa teknikal para sa pag-develop ng laser weapon.

Sa ganitong paraan, maaaring mag-generate ng laser beam ang mga sandata nang walang katapusan nang walang anumang pagkaantala o pagbaba ng performance. Ang bagong sistema, na gumagamit ng advanced na istruktura, ay may potensyal na baguhin nang malaki ang larangan ng depensa sa pamamagitan ng pagpapataas ng saklaw at pinsala, pagpapahaba ng oras ng pakikipaglaban, at pagpapababa ng gastos.

I-click dito para sa listahan ng pinakamahusay na aerospace at defense stocks.

Kalusugan

Bukod sa depensa, ang teknolohiyang laser ay malawak ding ginagamit sa pangangalagang pangkalusugan dahil sa mataas nitong katumpakan, produktibidad, sustainability, at adaptability. Sa sektor, ginagamit ang teknolohiya upang bumuo ng mga bagong prosthetic at mga kasangkapan para sa mga aplikasyon sa pangangalagang pangkalusugan, habang ang mga tagagawa ng kagamitan pangkalusugan ay gumagamit ng laser upang magdisenyo at bumuo ng mga bagong medikal na kagamitan nang maginhawa.

Ang paggamit ng laser ay nagpapababa ng bilang ng manggagawa at iba pang gastos sa paggawa. Maaari rin nitong matukoy ang mga pekeng produkto sa mga klinika at ospital. Higit pa rito, maaaring magsagawa ng mga kumplikadong operasyon ang mga surgeon nang madali gamit ang laser.

Mula sa ophthalmology, dentistry, at dermatology hanggang sa urology, nakikita ang pagtaas ng paggamit ng teknolohiyang laser sa pangangalagang pangkalusugan, kung saan ginagamot ang mga kondisyon tulad ng sakit sa puso, glaucoma, tumor, kanser, varicose veins, problema sa prostate, pinsala sa tuhod, at kidney stones gamit ito. Ang mga laser-based ultrasound system, sa kabilang banda, ay nagbibigay ng mga imahe ng panloob na bahagi ng katawan habang may potensyal na subaybayan ang yugto ng sakit sa paglipas ng panahon.

Bukod dito, ginagamit din ang teknolohiyang laser sa mga noninvasive na medikal na paggamot tulad ng selective laser trabeculoplasty, photodynamic therapy, pagtanggal ng tattoo, skin rejuvenation, low-level laser therapy, at hair removal. Ang low-level laser therapy (LLLT), partikular, ay namumukod-tangi sa dentistry dahil sa pagbibigay ng kakaibang kalamangan sa kaligtasan at kaginhawaan ng pasyente at hindi umaasa sa mga pharmaceutical intervention.

Higit pa rito, mula nang unang magbigay ng clearance ang FDA para sa isang laser sa therapeutic application para sa paggamit ng tao mahigit dalawampung taon na ang nakalipas, ang laser therapy at ang mga therapeutic application nito ay malaki ang pag-unlad at prominente nang ginagamit para sa pain relief, tissue regeneration, at pagpapalaganap ng pangkalahatang kalusugan.

Pagkatapos, may paggamit ng laser upang pigilan ang mga lamok na kagatin ang tao at magkalat ng sakit. Ang mga produktong tulad ng Photonic Fence Monitoring Device (PFMD) ay nagmomonitor ng mga insekto habang lumilipad at niluluthang ang mga tinukoy na target sa pamamagitan ng pagpusil ng microburst ng enerhiya ng laser. Ang unang aplikasyon ng PFMD ay sinusubukan ang disenyo at bisa ng mga hakbang sa kontrol ng vector laban sa mapanganib na pag-atake ng insekto sa agrikultura, hospitality, gobyerno, militar, at residential pest control markets.

I-click dito para sa listahan ng sampung pinakamahusay na healthcare stocks.

Pagsusuri at Eksperimento 

Ang teknolohiyang laser ay may mahalagang papel sa iba’t ibang larangan ng pagsusuri at eksperimento dahil sa natatanging katangian nito, katumpakan, at pagiging versatile. 

Sa atomic at molecular physics, ginagamit ng mga mananaliksik at siyentipiko ang laser upang pabagalin at hulihin ang mga atom sa napakababang temperatura. Bukod sa paggamit ng laser upang kontrolin ang quantum states, ang tunable na liwanag nito ay tumutulong sa pag-aaral ng mga energy level at transition sa mga atom at molekula.

Ang laser cooling, na unang ipinakita 40 taon na ang nakalilipas at nagbago ng atomic physics upang magamit sa pag-aaral ng quantum information, quantum degenerate gases, atomic clocks, at mga pagsubok sa fundamental physics, ay ngayon inilalapat sa antimatter. Ang kakayahang manipulahin ang galaw ng antimatter atoms gamit ang liwanag ng laser ay inaasahang magbibigay ng mga groundbreaking na oportunidad para sa mga hinaharap na eksperimento, tulad ng anti-atomic fountains at paglikha ng antimatter molecules.

Noong 2021, nagtagumpay ang ALPHA collaboration sa CERN sa pagpapalamig ng mga antihydrogen atom, ang pinakasimpleng anyo ng atomic antimatter, gamit ang liwanag ng laser, na itinuturing na “game-changer para sa spectroscopic at gravitational measurements.”

Samantala, isinasagawa rin ang pananaliksik sa particle acceleration batay sa laser-plasma interaction upang maunawaan ang uniberso. Bukod sa pag-unawa sa ebolusyon ng lahat ng buhay na organismo sa pamamagitan ng pag-unawa sa mga chemical reaction, ang kakayahan ng ganitong teknolohiya ay tumutulong din sa paggamot ng kanser, kung saan maaari itong magbigay ng alternatibo sa tradisyonal na X-ray radiotherapy. Ang particle acceleration technology batay sa laser-plasma interaction ay nagpapahintulot na maabot ang napakataas na enerhiya sa napakaliit na distansya, na potensyal na magdulot ng napakalaking pagtaas sa dami.

Ang teknolohiyang laser ay karagdagang ginagamit upang lumikha ng nanomaterials na may natatanging kemikal at pisikal na katangian, kung saan ilang laser-based na proseso ang binuo para sa paggawa ng nanomaterial, tulad ng laser-assisted reduction, laser exfoliation, at laser ablation.

Malinis na Enerhiya / Nuclear Fusion

Ang patuloy na paglago ng renewable energy sa buong mundo ay nagdadala ng mas maraming oportunidad para sa mga teknik ng laser processing. Sa industriya ng malinis na enerhiya, ginagamit ang teknolohiyang laser sa paggawa ng bagong kagamitan para sa pagbuo ng enerhiya pati na rin sa decommissioning ng mga planta ng kuryente sa pagtatapos ng kanilang buhay.

Bukod sa paggamit sa paggawa, maaaring gamitin ang laser sa cladding, na kilala rin bilang laser metal deposition, at mapabuti ang mga katangian ng mga ibabaw na kanilang tinatrato. Ang mga komponent ng microgas turbine, sa kabilang banda, ay maaaring makinabang mula sa fiber laser cleaning. 

Pagdating sa solar energy, ang laser-fired contacts ay nagpapakita ng pangako sa pagpapabuti ng kahusayan ng mga solar cell at ginagamit sa pagputol at pagmarka ng mga semiconductor wafer pati na rin sa paghihiwalay ng mga electrical circuit ng indibidwal na selula ng malalaking solar panel.

Sa hinaharap, maaaring makita natin ang paggamit ng laser upang lumikha ng bagong henerasyon ng mga solar panel pati na rin ang paggawa ng mga baterya para sa pag-imbak ng enerhiyang nalikha ng renewable sources.  

Ang teknolohiyang laser ay nakikita rin sa nuclear fusion. Isang taon na ang nakalipas, inanunsyo ng US Secretary of Energy ang isang breakthrough sa laser-based nuclear fusion kung saan isang research lab ang nakalikha ng isang maliit na araw sa Earth. Ang pinagmulan ng liwanag na ginamit sa eksperimentong ito ay ang pinakamalaking laser sa mundo, na gumamit ng 192 beamlines upang lumikha ng mga pulse. Ang mga laser beam ay nag-produce ng 54% na mas maraming enerhiya kaysa sa inilagay dito. 

Sa taong ito, piniga ng 192 laser ang isang maliit na kapsula na puno ng deuterium at tritium, mga mabigat na isotopo ng hydrogen, na nagpasimula ng reaksyon ng fusion na nag-produce ng mas maraming enerhiya kaysa sa mga laser beam na tumama sa target sa proseso. 

“Sa susunod na ilang taon, ang mga yield na 5 hanggang 10 MJ ay napakakasiya.”

Ngunit siyempre, para diyan, kakailanganin natin ng high-energy, high-average-power pulsed lasers na ginawa bilang line-replaceable units, na magdudulot ng maraming bagong industriyal na aplikasyon.

I-click dito para sa listahan ng pinakamahusay na renewable energy stocks.

Mga Kumpanyang Nakatuon sa Teknolohiyang Laser 

Ngayon, tingnan natin ang mga kilalang kumpanya na nagde-develop ng laser o laser-based na teknolohiya:

#1. Lockheed Martin Corporation (LMT)

Ang nangungunang kumpanya sa depensa at aerospace, na kasali rin sa pananaliksik ng nuclear fusion, ay may market cap na $111.74 bilyon at kita sa nakaraang 12 buwan (TTM) na $67.68 bilyon. 

Sa presyong $450.4, ang presyo ng stock ng Lockheed ay bumaba ng 7.42% ngayong taon habang nag-aalok ng dividend yield na 2.80%. Ang EPS (TTM) ng kumpanya ay 27.38, at ang P/E (TTM) ay 16.45. 

Noong nakaraang taon, naghatid ang Lockheed ng high-energy laser weapon system sa US Defense Department, at ngayong taon, muling nagbigay ang US Army ng kontrata sa kumpanya upang mag-develop ng laser prototype para sa indirect fire protection capability.

#2. Coherent, Inc. (COHR)

Isang nangungunang tagagawa ng mga laser system para sa iba’t ibang aplikasyon, kabilang ang komunikasyon, materials processing, at medikal, ang Coherent Corp. (COHR ) ay may market cap na $5.45 bilyon. 

Sa kasalukuyang pagsulat, ang mga share nito ay nagte-trade sa $36.02, tumaas ng 2.62% mula noong simula ng taon (YTD). Sa nakaraang 12 sunud-sunod na buwan, iniulat ng Coherent ang $4.869 bilyon na kita at may EPS (TTM) na -3.01 at P/E (TTM) na -11.96.

#3. IPG Photonics Corporation (IPGP)

Ang kumpanya ay gumagawa ng mga laser solution na ginagamit sa materials processing, medikal, at advanced na aplikasyon. Ilang buwan na ang nakalipas, inilunsad ng IPG Photonics (IPGP ) ang isang dual-beam laser na may “pinakamataas” na single-mode core power. 

Kasali rin sa pananaliksik ng malinis na enerhiya, ang mga share ng IPG Photonics ay nagte-trade sa $95.62, na may kinita (TTM) na $1.32 bilyon. Ang kumpanya ay may EPS (TTM) na 1.82 at P/E (TTM) na 52.40. 

#4. Northrop Grumman Corporation (NOC)

Ang Northrop Grumman (NOC ) ay isang pandaigdigang kumpanya sa aerospace at depensa na may market cap na $70.8 bilyon. Kasali rin ito sa pag-develop ng mga laser system para sa mga aplikasyon sa depensa. 

Noong Oktubre 2023, nagbigay ang Space Development Agency ng Pentagon ng kontratang $732 milyon sa Northrop Grumman upang magtayo ng 38 na “data transport” satellite bilang bahagi ng Proliferated Warfighter Space Architecture na binubuo ng ahensya. 

Sa kasalukuyan, ang mga share ng Northrop Grumman ay nagte-trade sa $469.58, bumaba ng 13.9% YTD. Ang kumpanya ay may kita (TTM) na $38.685 bilyon at nag-aalok ng dividend yield na 1.59%.

#5. Thermo Fisher Scientific Inc. (TMO) 

Ang kumpanya ay nagbibigay ng mga analytical instrument, kabilang ang mga batay sa teknolohiyang laser at mga consumable na ginagamit sa medikal na pananaliksik, diagnosis ng sakit, at pagtuklas at paggawa ng mga bagong gamot. 

Ang presyo ng stock ng Thermo Fisher ay bumaba ng 11.47% ngayong taon habang nagte-trade na sa $487.53. Ang kumpanya ay may market cap na $188.36 bilyon, nag-post ng kita (TTM) na $43.421 bilyon, at nagbabayad ng dividend yield na 0.29% habang may EPS (TTM) na 15.27 at P/E (TTM) ratio na 31.93.

Konklusyon

Tulad ng ating nakita, ang teknolohiyang laser ay may napakalaking potensyal at nakikita ang pag-implementa nito sa iba’t ibang larangan. Habang ang mga laser ay patuloy nang pinapaunlad ang kakayahan ng tao, habang nagpapatuloy ang pananaliksik at pag-unlad, ang mga breakthrough ay tutulong sa teknolohiya na umunlad at maging mas makapangyarihan. Mula sa medikal, sensors, enerhiya, at electric vehicles hanggang sa digitization at quantum, ang teknolohiyang laser ay handang baguhin ang malawak na bahagi ng ating buhay.

I-click dito upang malaman ang lahat tungkol sa pamumuhunan sa limang pinaka-promising na teknolohiya.