O tym, że w gminie Warszawa - Ursus mieści się fabryka ciągników - wie każdy. Ale tylko zainteresowani nowoczesną techniką wiedzą też, że nieopodal istnieje od 1991 roku Centrum Techniki Laserowej, w skrócie CTL, spółka założona i kierowana przez prof. Ludwika Pokorę. Skąd takie zestawienie? Jest to sytuacja poniekąd dla polskiej gospodarki symboliczna. O ile fabryka "zwija się", a wielkie place zajmowane niedawno przez tysiące traktorów opustoszały dziś zupełnie, to nowoczesne obiekty CTL żyją i prezentują się imponująco. Na oko robią wrażenie enklawy zachodniego koncernu, choć to od początku do końca firma rodzima, utrzymująca intensywne kontakty ze światowymi ośrodkami tej technologii.
Nietrudno zgadnąć, gdzie jest klucz do przyszłości, kiedy się zajrzy do sali wykładowej Centrum, gdzie przeszkolono już tysiące lekarzy, fizjoterapeutów, inżynierów, studentów, nauczycieli.

Prof. Pokora stawia na wiedzę,

a ta wiedza - o zastosowaniu laserów w medycynie, przemyśle, technice pomiarowej - ciągle jest jeszcze w Polsce znikoma, mimo, że zastosowania lasera się mnożą. W samym Centrum - w dziesięć zaledwie lat od jego powstania - opracowano i wdrożono ponad 30 konstrukcji urządzeń laserowych i technologii. Wyprodukowane w CTL urządzenia i know - how są w 30% eksportowane do 15 krajów. CTL otrzymał wiele prestiżowych wyróżnień, m. in. sześciokrotnie tytuł Mistrza Techniki, dwukrotnie Grand Prix, a także Polski Produkt Przyszłości, Złoty Środek i wiele innych. Firma została w 1999r. Liderem Przedsiębiorczości. Działalność CTL zadaje kłam poręcznemu dla publicystów twierdzeniu, że dawne pionierskie prace polskich naukowców w dziedzinie laserów zostały zupełnie zmarnowane. Dlaczego jednak przemysł polski nie chwycił tego "laserowego wiatru" w żagle? Jedną z przyczyn, na jakie zwraca uwagę prof. Ludwik Pokora jest opór niektórych, konserwatywnych środowisk przed zastosowaniem laserów. Tylko gruntowna edukacja może to przełamać. Również w samym procesie edukacyjnym laser może oddać nieocenione usługi, dlatego jedną z dziedzin żywego zainteresowania specjalistów Centrum jest

laser jako pomoc dydaktyczna w szkole.

CTL-2901

To jednocześnie dobra droga do "oswojenia" przyszłych pokoleń użytkowników ze światem niezwykłych zjawisk spolaryzowanego światła. Nauczyciel poza wiedzą którą posiada, musi znaleźć łatwy i przystępny sposób jej przekazania, tak aby fizyka w szkole była choć troszkę przyjemniejsza i łatwiejsza. Większość uczniów jest wzrokowcami tzn. łatwiej i szybciej przyswajają sobie informacje i zapamiętują je w postaci obrazów. Najlepszym więc sposobem przekazywania im wiedzy jest prezentowanie na lekcjach różnego rodzaju doświadczeń i pokazów. Właśnie dlatego, w odpowiedzi na rodzące się potrzeby szkolnictwa Centrum Techniki Laserowej oferuje wachlarz prostych w obsłudze laserowych zestawów dydaktycznych.
Jednym z nich jest zestaw (Model CTL-2901) umożliwiający przedstawienie w nowoczesny i bardzo przystępny sposób trudnych w demonstracji i zrozumieniu zjawisk optyki geometrycznej. Nowatorska konstrukcja pięciu niezależnych, równoległych wiązek laserowych o barwie czerwonej pozwala na prezentacje doświadczeń optycznych praktycznie w dowolnym, nie wymagającym dodatkowych zaciemnień, miejscu. Koniec więc z morderczą próbą zasłaniania okien, robienia wszystkiego po omacku oraz z mizernymi efektami takiej pracy. Urządzenie to daje możliwość wyraźnego i efektownego pokazu zmiany toru wiązki światła w zetknięciu z różnymi, powszechnymi w przyrodzie obiektami takimi jak soczewki, zwierciadła i pryzmaty. Pozwala także modelować różne funkcje, w oparciu o które działają urządzenia optyczne takie jak aparat fotograficzny, lunety Keplera i Galileusza, soczewki korygujące wady wzroku itp. Oprócz laserowego generatora linii prostych, w skład zestawu laserowego wchodzi sześć plansz z rysunkami uzupełniającymi, tablica magnetyczna oraz zestaw trzynastu elementów optycznych. Dzięki tak szerokiej gamie elementów nauczyciel fizyki w przystępny sposób może przedstawić tak trudne do wyjaśnienia i wyobrażenia zagadnienia jak przejście wiązki świetlnej przez soczewkę skupiającą lub rozpraszającą. Wady wzroku krótkowzroczność i dalekowzroczność oraz sposoby ich korekty stają się proste do zrozumienia.

Prezentacja zjawisk optyki falowej.

Optyka falowa jest działem fizyki, który kryje w sobie jeszcze ciekawsze zagadnienia i jeszcze efektowniejsze możliwości ich prezentacji przy użyciu wiązki światła laserowego. Odpowiednim do tego celu wydaje się być kolejny pomysłowy zestaw CTL różnorodnych elementów optycznych i mechanicznych niezwykle przydatny w nowoczesnej prezentacji zjawisk trudnych do pokazania przy użyciu klasycznych metod.

CTL-2902

Zestaw ten - Model CTL-2902 - umożliwia prezentacje np.: ugięcie wiązki świetlnej na przeszkodzie (dyfrakcja), nakładanie się fal świetlnych (interferencja) czy zasada działania interferometru.
Zjawisko dyfrakcji lub interferencji można także pokazać klasycznie podświetlając specjalną wanienkę z wodą. Niestety efekty obserwowane wtedy np. na suficie są tak niedokładne i mało precyzyjne, że przez przypadek można wprowadzić wiele niejasności i zagmatwać prezentację tego zjawiska.
Natomiast przedstawienie zasady działania siatki dyfrakcyjnej bez pomocy laserowego źródła światła jest już zupełnie niemożliwe. Układ taki składa się z laserowego generatora światła, soczewki, polaryzatora, zwierciadeł, matówki, ekranu, trzech kolorowych filtrów absorpcyjnych, otworów dyfrakcyjnych, czterech siatek dyfrakcyjnych, hologramu, płytki płasko - równoległej, uchwytów elementów optycznych oraz tablicy magnetycznej.
Zaletą opisywanego zestawu edukacyjnego CTL jest łatwy montaż elementów optycznych na pomysłowo skonstruowanych uchwytach mechanicznych dzięki podklejonym paskom folii magnetycznej dającej lepszą stabilność ustawianych elementów. Elementy mechaniczne są także wyposażone w podłoże magnetyczne, dobrze przyczepne do tablicy, pozwalające na bardzo wygodną demonstrację także w pozycji pionowej. Sama tablica umożliwia również pisanie na niej zwykłymi, zmywalnymi pisakami. Kolejne edukacyjne urządzenie CTL, to

zestaw Model CTL - 2903 do transformacji wiązką laserową sygnałów

audio z mikrofonu i wideo z kamery CCD. Zestaw ten składa się z laserowego nadajnika i odbiornika, mikrofonu oraz głośnika z regulowanymi uchwytami nadajnika i odbiornika. Służy do budowania i wyjaśnienia zasady działania urządzeń nadawczych lub odbiorczych nawiązujących łączność na dużych dystansach.
Bardzo przydatny i oryginalny jest inny produkt edukacyjny CTL, to

system wizualizacji,

CTL-2903

rejestracji i analizy obrazów Model CTL - 2904. Można go zastosować w każdej dziedzinie nauki i techniki, począwszy od prostych pokazów mikroskopowych w szkołach każdego typu, skończywszy na specjalistycznych badaniach w laboratoriach analitycznych i medycznych. Znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie bezpośrednia wzrokowa obserwacja jest zbyt niebezpieczna, męcząca lub mało precyzyjna. Profesjonalne oprogramowanie poszerza możliwości archiwizacji danych i analizy obrazów zapewniając realizację nawet najbardziej nietypowych aplikacji. Zestaw pozwala zaprezentować obiekty mikroskopowe w postaci makroskopowych obrazów na monitorze komputera. Zamiast ustawiania kilku lub kilkunastu mikroskopów, tłoczących się wokół uczniów czy studentów, ustawiania oświetlenia można łatwo i szybko na dużym ekranie telewizora lub komputera przedstawić pełen obraz mikroskopijnego obiektu. Dzięki kolorowej kamerze CCD zamontowanej na specjalnie skonstruowanym adapterze optycznym połączonej z monitorem komputera lub odbiornikiem TV da się przeprowadzić badania analityczne w pracowni dydaktycznej. W ten sposób eliminujemy przykre wypadki utraty obrazu wskutek rozregulowania układu optycznego. Otrzymujemy przejrzysty, czytelny obraz, łatwy do narysowania i omówienia przez każdego. Zaletą oprogramowania zestawu CTL-2904 jest szereg użytecznych funkcji do bardziej specjalistycznych opracowań i analiz obrazu. Umożliwia ono korektę jasności i kontrastu, usuwanie zakłóceń, przetwarzanie obrazu, operacje krawędziowe, selekcję kolorów i powierzchni, wyszukiwanie i zaznaczanie rozpiętości barw. Można też wykorzystać funkcje dokumentacyjne do opisu klatek, mierzenia odległości itp.

CTL-2904

Ciekawe zjawisko z zakresu współczesnej techniki takie jak: propagacja światła w światłowodach, zjawisko transmisji, detekcji i transferu danych optycznych, transmisja i wzmacnianie sygnału dźwiękowego, zmiany natężenia światła w przypadku łączenia i zginania światłowodów, a także wpływ środowiska otaczającego światłowód na wartość natężenia - to wszystko może być dość łatwo przybliżone na zajęciach szkolnych za pomocą zestawu do demonstracji podstaw za pomocą zestawu (Model CTL-2905) do demonstracji podstaw techniki światłowodowej.
Dla potrzeb szkolnictwa i edukacji, w CTL opracowano też miniaturowe zastawy różnych laserów. Jednym z nich jest laser diodowy generujący czerwoną wiązkę promieniowania model CTL-2850. Laser ten w szkole każdego typu można samemu regulować poprzez łatwy dostęp zarówno do układu elektronicznego jak i do układu optycznego jedno - lub wielosoczewkowego. Inne przykłady laserów dydaktycznych to: laser diodowy generujący zielone lub niebieskie promieniowanie z kryształami nieliniowymi; lasery gazowe na dwutlenku węgla i mieszaninie helu z neonem; lasery na kryształach i wiele innych.
Coraz częściej w szkołach, zwłaszcza wyższych, stosowane są lasery CTL do edukacji w technologii spawania, cięcia, grawerowania i znakowania, hartowania i uszlachetniania powierzchni. W szkołach medycznych coraz powszechniej stosuje się lasery CTL do szkolenia w nowoczesnych technikach diagnostyki i terapii małoinwazyjnej lub wręcz bezinwazyjnej.
Świat laserów i techniki optycznej opanował niewątpliwie wszystkie dziedziny życia. Zamiast uciekać przed skomplikowanymi urządzeniami czy trudnymi zagadnieniami, spróbujmy - także na co dzień - zaprzyjaźnić się z nimi. Poznanie zasad fizyki i techniki laserowej wydaje się być najlepszym rozwiązaniem. Zacznijmy więc od szkolnictwa i zajęć dydaktycznych.

Na podstawie materiałów CTL - LASERINSTRUMENTS opr. Jaz

zasada działania lasera Kwantowy generator światła spójnego zwany potocznie laserem (od słów Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - wzmacnianie światła przez wymuszoną emisję promieniowania) został po raz pierwszy uruchomiony przez amerykańskiego fizyka Maimana w 1960 roku. Promieniowanie optyczne jest falą elektromagnetyczną. Jego zakres obejmuje ultrafiolet, światło widzialne i promieniowanie podczerwone. Jest to promieniowanie wzbudzonego atomu. Jeśli do atomu dotrze kwant energii (foton) o wartości równej różnicy poziomów energetycznych, zostanie on wzbudzony i przeniesiony na wyższy poziom. Czas życia w tym stanie jest bardzo krótki - od kilku do kilkunastu mikrosekund. Samorzutny powrót atomu do poprzedniego poziomu odbywa się poprzez emisję spontaniczną fotonu. Światło takie jest wiązką fotonów o różnych energiach a tym samym o różnych długościach fali. Jest światłem białym znanym ze źródeł nielaserowych. Zasada działania lasera oparta jest na procesie wymuszonej emisji promieniowania. Różnica istnieje w poziomie emisji kwantów promieniowania. Jeżeli wzbudzony wcześniej atom oświetlić fotonami o energii odpowiadającej przejściu między poziomami energetycznymi to zostanie wtedy wymuszone przejście atomu do poziomu niższego, któremu towarzyszy emisja kwantu promieniowania. Cechą emisji wymuszonej jest to, że powstający w jej wyniku kwant jest identyczny z kwantem wymuszającym ( ta sama częstotliwość, faza i kierunek propagacji). W ten sposób oba kwanty dodają się do siebie i powstaje zalążek zjawiska wzmacniania promieniowania. Światło laserowe jest monochromatyczne, spójne, ma dużą intensywność i jest emitowane w postaci mało rozbieżnej wiązki w jednym kierunku. Te właściwości pozwalają na szereg niezwykłych, wspaniałych i zaskakujących zastosowań laserów.