Laser-topografi: Anvendelser og historie

Laser-topografi: Fra planeter til hornhinde

Topografi refererer til studiet af geografiske attributer, såvel som selve attributterne, såsom hældning og højde af et terræn. Den første laser, kendt som en rubin-laser, blev opfundet i 1960, og siden den tid har videnskabsmænd udviklet laser-topografi-værktøjer til at bestemme topografien af Månen og planeter, herunder Jorden, såvel som øjets hornhinde.

Kortlægning af planeter

I 1998 og 1999 introducered NASA Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) til at måle topografien af Mars. MOLA er et laser-forbedret topografi-værktøj, der blev sendt i bane ombord på NASA-fartøjet Mars Global Surveyor. Information opnået fra studiet øgede forståelsen af planeten markant og inkluderede 27 millioner målinger af Mars' topografi. Fra dataene opnået i studiet konstruerede NASA et gitter, der kortlagde hele planeten. NASA har også brugt laser-topografi til at kortlægge Månen. I 2010 skabte NASA et detaljeret kort over Månen ved hjælp af Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA). Oplysninger fra dette arbejde angav, at gamle asteroide- og komet-rammer på Månens overflade er meget mere udbredte end tidligere antaget.

Kortlægning af Jorden

Det topografiske laser-værktøj, der bruges til at undersøge Jorden, er kendt som Light Detection and Ranging (LiDAR). Dette værktøj gør det muligt for videnskabsmænd at måle geologiske træk af Jordens overflade i en skala på mindre end en meter, hvilket forbedrer tidligere dokumentation af Jordens dynamiske struktur. Da Globale Positioneringssystemer (GPS) bliver mere udbredte i samfundet, vil laser-topografi-værktøjer hjælpe deres nøjagtighed. LiDAR bruger usynlige laserpulser i stedet for tidligere brugte radiobølger til at måle afstanden mellem en laser og Jordens overflade. Positionen og retningen af LiDAR gør det muligt for geologer at producere en "punkt-sky", et nøjagtigt billede af den topografi, LiDAR scanner. Disse billeder bruges til at skabe en tredimensionel topografisk repræsentation af et område.

Kortlægning af hornhinden

Laser-topografi bruges ikke som en regelmæssig øjetest, men snarere anvendes til at diagnosticere problemer med en patients hornhinde. Et laser-topografisk værktøj kortlægger overfladen af hornhinden, den klare membran, der dækker forparten af øjet. Hornhindens form bestemmer øjets fokuseringskraft, og en hornhinde, der er flad eller ujævnt buet, kan forringe synet i et øje, der ellers ville have sundt syn. Testen udføres hyppigst, når en patients øje vurderes før refraktiv øjenkirurgi for at bestemme mængden af hornhindevæv, der skal fjernes. Den korneale topografi, der skabes med laser-værktøjet, hjælper med at skabe et billede af hornhinden, der kan afsløre eventuelle problemer. Det laser-topografiske værktøj bruges også i diagnostik af keratokonus og degenerativ tyndelse af hornhinde og kan bruges til at diagnosticere ar eller deformiteter på en hornhinde eller når astigmatisme forbliver efter hornhinde-transplantation. Proceduren er smertefri og virker uden at røre øjet.