Lasere er satt til å spille en sentral rolle i de kommende tiårene etter hvert som teknologien går frem

Laser, forkortelse for Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, er en enhet som sender ut lys ved bestemte bølgelengder og forsterker det lyset for å produsere en veldig smal, veldig lys stråle av stråling fokusert på et lite sted. Det finnes mange typer lasere, inkludert fiberlasere, gasslasere, solid-state lasere, fargelasere og diodelasere, som alle deler et grunnleggende sett med komponenter.

I dag er lasere en sentral del av mange av produktene vi bruker hver dag, fra forbrukerprodukter som Blu-Ray, CDer, DVD-spillere og strekkodeskannere til laserskrivere og LASIK øyekirurgi. Den brukes videre til å måle, kutte, gravere, bore og merke et bredt spekter av materialer.

Den første laseren ble utviklet i 1960, basert på Albert Einsteins arbeid med stimulert emisjon, noe som førte til at han mottok Nobelprisen i 1921. Siden den gang har det globale laserteknologimarkedet vokst betydelig og er spådd å nå en verdi på 25.6 milliarder dollar innen 2027.

Anvendelse av laserteknologi

Laser har vist seg å være et ekstremt praktisk verktøy takket være å levere monokromatiske, kontrollerte og presist rettede lysstråler. Mye av dets viktige moderne applikasjoner ligger i fiberoptisk kommunikasjon, laserbearbeiding og fabrikasjon, sporelementdeteksjon, lasermetrologi og medisinsk bildebehandling. 

Selv om vitenskapen om lys i seg selv ikke har endret seg, har laserteknologien utviklet seg raskt gjennom årene. Så mens den ble oppfunnet for flere tiår siden, har avansert teknologi endelig tillatt lasere å begynne å spille rollen vi alltid har sett for dem. 

La oss nå ta en titt på de siste fremskrittene og alt som blir muliggjort av denne teknologien i ulike bransjer!

Kommunikasjon  

Ved å muliggjøre opprettelsen av sikre nettverk som kan overføre enorme mengder data med høy hastighet, større effektivitet og forbedret sikkerhet, fremstår laserteknologi som en gamechanger innen satellittkommunikasjon. Som et resultat forventes det globale rombaserte laserkommunikasjonsmarkedet å firedobles innen 2031, ifølge Straits Research.

I dette området tilbyr Laser et bredt spekter av applikasjoner som inter-satellittkommunikasjon og satellitt-til-jord-tilkobling. Og ettersom antallet satellitter i bane fortsetter å vokse, vil rombasert laserkommunikasjon bare bli enda mer kritisk i satellittkommunikasjonssystemer.

Senest gjennomførte NASA den første vellykkede testen av den Deep Space Optical Communications (DSOC) system, en neste generasjons kommunikasjonskobling som sender informasjon med laserlys. Som en del av en serie tester NASA gjør for å øke hastigheten på kommunikasjonen i det store rommet, var denne den mest fjerntliggende laserkommunikasjonen hittil. Hvis det lykkes, forventer NASA-tjenestemenn at astronauter i løpet av de neste tiårene vil bruke det som sitt middel til å ta kontroll over bakken.

Til tross for at laserkommunikasjon står overfor mange utfordringer, spesielt når det gjelder atmosfærisk, blir innovative teknikker som adaptiv optikk, strålestyring og feilkorrigeringsalgoritmer undersøkt for å dempe disse effektene, noe som vil fremme den praktiske implementeringen av laserkommunikasjon. 

Så mens verdensrommet har sett den typiske bruken av laserkommunikasjon, skjer forskning, utvikling og investeringer for å øke den praktiske bruken av laserkommunikasjon. Å øke båndbredden og operere under en rekke atmosfæriske forhold vil utvide implementeringen av laserkommunikasjon i forsvars-, sivil-, kommersielle og landbruksmarkeder.

I det internasjonale samfunnet pågår også standardiseringsarbeid for å sikre interoperabilitet og utbredt bruk av laserkommunikasjonssystemer. 

Forsvar

Militærindustrien fokuserer på å utvikle laservåpen for deres brukervennlighet, presisjon og fravær av sideskade. Videre, med den utbredte anskaffelsen av dødelige droner av militære verden over, har evnene til laservåpen blitt et samlingspunkt for alle militære styrker.

I fjor var det spekulasjoner om det Russland hadde blitt det første landet som brukte laservåpen, Persevet og Zadira, i kamp for å brenne ned fiendtlige droner. USA har også fremmet arbeidet med laserbasert luftforsvar. 

Og tidligere i år oppnådde Lockheed Martins taktiske laservåpen DEIMOS-system sin «første lette»-milepæl. Det amerikanske selskapet er også en del av Israels første i sitt slag laserbaserte Iron Beam luftforsvarssystem som er i stand til å skyte ned fiendtlige fly, raketter, UAV og mortere ved å rette laserstråler mot det. 

Ettersom lasersystemer får trekkraft, har forskere også funnet en ny måte å øke kraften til fiberlasere betraktelig samtidig som strålekvaliteten opprettholdes, noe som gjør dem til en fremtidig nøkkelforsvarsteknologi mot rimelige droner. 

Dette gjennombruddet innebærer potensiell bruk av multimodus optisk fiber for å øke utgangseffekten til fiberlasere betydelig, fra 3 til 9 ganger, uten å forringe strålekvaliteten. Ved å oppnå dette lar det disse laserne effektivt fokusere på fjerne mål, noe som resulterer i ekstremt høy effekt. Denne økte kraftutgangen forbedrer nytten av fiberlasere, og gjør dem enda mer verdifulle for forsvarsindustrien.

En annen militær supermakt, Kina, har også gjort store fremskritt innen laservåpen, og for noen måneder siden hevdet kinesiske militærforskere at de hadde utviklet et nytt kjølesystem som lar høyenergilasere operere «uendelig» uten oppbygging. av spillvarme, en stor teknisk utfordring for utvikling av laservåpen. 

Med dette kan våpen nå generere laserstråler så lenge de vil uten avbrudd eller forringelse av ytelsen. Det nye systemet, som bruker avanserte strukturer, har potensial til å endre ansiktet til forsvarsrommet betydelig ved å øke rekkevidden og skaden, forlenge engasjementstidene og redusere kostnadene.

Klikk her for listen over beste luftfarts- og forsvarsaksjer.

Helse

Foruten forsvar, brukes laserteknologi også mye i helsevesenet på grunn av dens høye nøyaktighet, produktivitet, bærekraft og tilpasningsevne. I sektoren brukes teknologi til å utvikle nye proteser og verktøy for helseapplikasjoner, mens produsenter av helseutstyr bruker lasere for å designe og utvikle nytt medisinsk utstyr på en enkel måte. 

Laserbruk reduserer arbeidsstyrken og andre kostnader for produksjon. Den kan også identifisere forfalskede varer på klinikker og sykehus. Dessuten kan kirurger enkelt utføre komplekse kirurgiske prosedyrer med lasere.

Fra oftalmologi, odontologi og dermatologi til urologi ser laserteknologi økende bruk i helsevesenet, med problemer som hjertesykdommer, glaukom, svulster, kreft, åreknuter, prostataproblemer, kneskader og nyrestein som behandles med det. Laserbaserte ultralydsystemer gir i mellomtiden bilder av indre kroppsegenskaper samtidig som de har potensial til å spore sykdomsstadier over tid.

I tillegg til dette brukes laserteknologi også i ikke-invasive medisinske behandlinger som selektiv laser trabekuloplasti, fotodynamisk terapi, tatoveringsfjerning, hudforyngelse, lavnivå laserterapi og hårfjerning. Spesielt lavnivålaserterapi (LLLT) skiller seg ut i tannlegen for å tilby en klar fordel når det gjelder sikkerhet og pasientkomfort og ikke stole på farmasøytiske intervensjoner.

Dessuten, helt siden FDA først ga godkjenning for en laser i en terapeutisk applikasjon for menneskelig bruk for mer enn to tiår siden, har laserterapi og dens terapeutiske applikasjoner utviklet seg sterkt og er fremtredende brukt til smertelindring, vevsregenerering og fremme av generell velvære.

Deretter er det bruk av lasere for å hindre mygg i å bite mennesker og spre sykdom. Produkter som Photonic Fence Monitoring Device (PFMD) overvåker insekter under flukt og eliminerer de som er identifisert som mål ved å skyte dem ned med et mikroutbrudd av laserenergi. PFMDs første applikasjon tester utformingen og effektiviteten av vektorkontrolltiltak mot skadelige insektangrep i landbruks-, gjestfrihets-, regjerings-, militær- og skadedyrkontrollmarkeder i boliger.

Klikk for listen over de ti beste helseaksjeaksjene.

Analyse og eksperimentering 

Laserteknologi spiller en avgjørende rolle i ulike felt av analyse og eksperimentering på grunn av dens unike egenskaper, presisjon og allsidighet. 

I atom- og molekylfysikk bruker forskere og forskere lasere for å bremse og fange atomer ved ekstremt lave temperaturer. Foruten å bruke lasere for å kontrollere kvantetilstander, hjelper dens avstembare lyskilde med å studere energinivåene og overgangene i atomer og molekyler.

Laserkjøling, som først ble demonstrert for 40 år siden og revolusjonerte atomfysikk som skal brukes i studier av kvanteinformasjon, kvantedegenererte gasser, atomklokker og tester av grunnleggende fysikk, brukes nå på antimaterie. Evnen til å manipulere bevegelsen til antimaterieatomer med laserlys forventes å gi banebrytende muligheter for fremtidige eksperimenter, for eksempel anti-atomære fontener og dannelse av antimateriemolekyler.

Tilbake i 2021 lyktes ALPHA-samarbeidet ved CERN med å kjøle ned antihydrogenatomer, den enkleste formen for atomisk antimaterie, ved hjelp av laserlys, som blir sett på som en "game-changer for spektroskopiske og gravitasjonsmålinger."

I mellomtiden forskes det også på partikkelakselerasjon basert på laser-plasma-interaksjon for å forstå universet. Foruten å forstå utviklingen av alle levende ting ved å forstå de kjemiske reaksjonene, hjelper slik teknologi også i kreftbehandling, der den kan gi et alternativ til konvensjonell røntgenstrålebehandling. Partikkelakselerasjonsteknologi basert på laser-plasma-interaksjon gjør det mulig å oppnå svært høye energier over svært små avstander, noe som potensielt kan føre til svært betydelige gevinster når det gjelder volum.

Laserteknologi brukes videre til å produsere nanomaterialer med distinkte kjemiske og fysiske egenskaper med flere laserbaserte prosesser utviklet for nanomaterialproduksjon, som laserassistert reduksjon, lasereksfoliering og laserablasjon.

Ren energi / kjernefysisk fusjon

Den fortsatte veksten av fornybar energi over hele verden gir økende muligheter for laserbehandlingsteknikker. I ren energiindustrien brukes laserteknologi i produksjon av nytt utstyr for energiproduksjon samt avvikling av kraftverk ved slutten av levetiden.

I tillegg til å bli brukt i produksjon, kan lasere brukes i kledning, som også er kjent som lasermetallavsetning, og forbedre egenskapene til overflatene de behandler. Mikrogasturbinkomponenter kan i mellomtiden dra nytte av fiberlaserrensing. 

Når det gjelder solenergi, viser laseravfyrte kontakter lovende for å forbedre effektiviteten til solceller og brukes i kutting og merking av halvlederskiver samt separering av de elektriske kretsene til de enkelte cellene til store solcellepaneler.

I fremtiden vil vi kanskje se lasere brukes til å lage en ny generasjon solcellepaneler samt produksjon av batterier for lagring av kraft generert av fornybare kilder.  

Laserteknologi er videre sett i kjernefysisk fusjon. For et år siden kunngjorde den amerikanske energiministeren et gjennombrudd innen laserbasert kjernefysisk fusjon der et forskningslaboratorium produserte en bitteliten sol på jorden. Lyskilden som ble brukt i dette eksperimentet var den største laseren i verden, som brukte 192 strålelinjer for å generere pulser. Laserstrålene produserte 54 % mer energi enn det som ble brukt i den. 

I år knuste de 192 laserne en liten kapsel fylt med deuterium og tritium, tunge isotoper av hydrogen, noe som førte til en fusjonsreaksjon som produserte mer energi enn laserstrålene lyste mot målet under prosessen. 

I følge Michael Campbell, tidligere direktør for laserfusjonslaboratoriet ved University of Rochester, som nå er ved University of California:

"I løpet av de neste årene er utbytter på 5 til 10 MJ meget mulig."

Men selvfølgelig, for det, kommer vi til å trenge høyenergi, høy-gjennomsnittlig effekt pulsede lasere bygget som linjeutskiftbare enheter, noe som vil føre til mange nye industrielle applikasjoner.

Klikk her for listen over de beste fornybare energiaksjene.

Selskaper med fokus på laserteknologi 

La oss nå ta en titt på fremtredende selskaper som utvikler laser- eller laserbasert teknologi:

# 1. Lockheed Martin Corporation (LMT)

Det ledende forsvars- og romfartsselskapet, som også er involvert i forskning på kjernefysisk fusjon, har en markedsverdi på 111.74 milliarder dollar og en inntekt etter 12 måneder (TTM) på 67.68 milliarder dollar. 

Lockheeds aksjekurs, som handles til 450.4 dollar, er ned 7.42 % i år, mens den tilbyr et utbytteavkastning på 2.80 %. Selskapets EPS (TTM) er 27.38, og P/E (TTM) er 16.45. 

I fjor leverte Lockheed et høyenergilaservåpensystem til det amerikanske forsvarsdepartementet, og i år ga den amerikanske hæren selskapet igjen en kontrakt for å utvikle en laserprototype med indirekte brannbeskyttelse.

# 2. Coherent, Inc. (COHR)

En ledende produsent av lasersystemer for ulike bruksområder, inkludert kommunikasjon, materialbehandling og medisinsk, har Coherent Corp. en markedsverdi på 5.45 milliarder dollar. 

I skrivende stund handles aksjene til $36.02, opp 2.62% hittil i år (YTD). For de siste 12 påfølgende månedene rapporterte Coherent 4.869 milliarder dollar i inntekter og hadde en EPS (TTM) på -3.01 og P/E (TTM) på -11.96.

# 3. IPG Photonics Corporation (IPGP)

Selskapet produserer laserløsninger som brukes i materialbehandling, medisinske og avanserte applikasjoner. For noen måneder siden lanserte IPG Photonics en dual-beam laser med den 'høyeste' enkeltmodus-kjernekraften. 

IPG Photonics' aksjer er også involvert i forskning på ren energi og handles til 95.62 dollar, med omsetning (TTM) rapportert til 1.32 milliarder dollar. Selskapet har en EPS (TTM) på 1.82 og en P/E (TTM) på 52.40. 

# 4. Northrop Grumman Corporation (NOC)

Northrop Grumman er et globalt luftfarts- og forsvarsselskap med en markedsverdi på 70.8 milliarder dollar. Det er også involvert i utviklingen av lasersystemer for forsvarsapplikasjoner. 

I oktober 2023 ga Pentagon's Space Development Agency en kontrakt på 732 millioner dollar til Northrop Grumman for å bygge 38 "datatransport"-satellitter som en del av Proliferated Warfighter Space Architecture som byrået bygger. 

For øyeblikket handles Northrop Grummans aksjer til 469.58 dollar, ned 13.9 % YTD. Selskapet har en inntekt (TTM) på 38.685 milliarder dollar og tilbyr en utbytteavkastning på 1.59%.

# 5. Thermo Fisher Scientific Inc. (TMO) 

Selskapet leverer analytiske instrumenter, inkludert de som er basert på laserteknologi og forbruksvarer som brukes i medisinsk forskning, diagnostisering av sykdom og oppdagelse og produksjon av nye legemidler. 

Thermo Fishers aksjekurs er ned 11.47 % i år, da den nå handles til 487.53 dollar. Selskapet har en markedsverdi på 188.36 milliarder dollar, en inntekt (TTM) på 43.421 milliarder dollar, og betaler et utbytteavkastning på 0.29 % samtidig som det har en EPS (TTM) på 15.27 og P/E (TTM)-forhold på 31.93.

Konklusjon

Som vi så, har laserteknologi et enormt potensial og ser implementeringen på forskjellige felt. Mens lasere allerede fremmer menneskelig kapasitet, ettersom forskning og utvikling fortsetter, vil gjennombruddene hjelpe teknologien til å utvikle seg og bli enda kraftigere. Fra medisinske, sensorer, energi og elektriske kjøretøy til digitalisering og kvante, laserteknologi er klar til å forvandle store områder av livene våre.

Klikk her for å lære alt om investering i de fem mest lovende teknologiene.