LÁSER
El acrónimo LÁSER significa amplificación de la luz mediante la emisión estimulada de radiación.
Es un dispositivo que produce luces. Estas luces no tienen existencia en la naturaleza. Las luces pueden ser producidas a través de un proceso de amplificación óptica basado en la emisión estimulada de radiación electromagnética. Se diferencia de la luz convencional en tres aspectos. En primer lugar, las luces del LÁSER contienen un solo color o longitud de onda, por lo que se denominan monocromáticas. En segundo lugar, todas las longitudes de onda están en fase, por lo que se conoce como coherente. Y en tercer lugar, los rayos de luz del láser son muy estrechos y pueden concentrarse en un punto diminuto – esta propiedad hace que se conozca como colimado. Estos también son los características del LÁSER.
Para su funcionamiento, la inversión de la población es muy necesaria. Cuando un grupo de átomos o existen moléculas con más electrones en estado de excitación que en estados de menor energía, se produce una inversión de la población. Ahora, cuando un electrón está en un estado excitado, puede decaer a un estado vacío de menor energía. Si un electrón decae sin influencia externa, emitiendo un fotón, eso se conoce como emisión espontánea.
Pero si el electrón es estimulado por una onda de luz (fotón) y para emitir la segunda onda y volver al nivel inferior, entonces se conoce como emisión estimulada. Prácticamente en la emisión estimulada, un fotón golpea un electrón y se producen dos fotones. Ahora bien, si existe una inversión significativa de la población, entonces la emisión estimulada puede producir una amplificación significativa de la luz. Los fotones que se producen en emisión estimulada producen luz coherente ya que tienen una relación de fase definida.
El principio del láser fue descubierto por primera vez por Einstein en 1917, pero no fue hasta 1958 que el láser fue desarrollado con éxito.
Tiene muchas aplicaciones importantes. Se utilizan en dispositivos de consumo comunes como reproductores de CD y DVD, impresoras y escáneres. Se utilizan en la medicina con fines quirúrgicos y diversos tratamientos de la piel, y en la industria para cortar y soldar materiales. Se utilizan en dispositivos militares y de aplicación de la ley para marcar objetivos y medir el alcance. Los láseres también tienen muchas aplicaciones importantes en la investigación científica.
Componentes del LÁSER
Cada LÁSER consiste en tres componentes básicos. Estos son
- Material láser o medio activo.
- Fuente de energía externa.
- Resonador óptico.
- El medio activo es excitado por la fuente de energía externa (la fuente de la bomba) para producir la inversión de la población. En el medio de ganancia se produce una emisión espontánea y estimulada de fotones, que conduce al fenómeno de ganancia óptica, o amplificación. Semiconductores, tintes orgánicos, gases (He, Ne, CO2etc.), los materiales sólidos (YAG, zafiro (rubí), etc.) se utilizan normalmente como materiales de láser y a menudo los LÁSER se nombran por los ingredientes utilizados como medio.
- La fuente de excitación, la fuente de la bomba proporciona la energía necesaria para la inversión de la población y la emisión estimulada al sistema. El bombeo puede hacerse de dos maneras: método de descarga eléctrica y método óptico. Ejemplos de fuentes de bombeo son las descargas eléctricas, las lámparas de flash, lámparas de arco…la luz de otro láser, reacciones químicas, etc.
- La guía del resonador básicamente proporciona la orientación sobre el proceso de emisión simulado. Es inducido por fotones de alta velocidad. Finalmente, se generará un rayo láser.
En la mayoría de los sistemas, consiste en dos espejos. Uno de ellos es totalmente reflectante y el otro es parcialmente reflectante. Ambos espejos están colocados en el eje óptico, paralelos el uno al otro. El medio activo se utiliza en la cavidad óptica entre los dos espejos. Esta disposición sólo filtra los fotones que llegaron a lo largo del eje y los otros son reflejados por los espejos de nuevo en el medio, donde puede ser amplificado por la emisión estimulada.
Tipos de LÁSER
Hay muchos tipos de LÁSER disponibles para diferentes propósitos. Según las fuentes, pueden describirse como sigue.
- Láser de estado sólido
En este tipo de estado sólido de los Láseres, los materiales se utilizan como medio activo. Los materiales de estado sólido pueden ser rubí, neodimio-YAG (granate de aluminio-itrio), etc. - LÁSER DE GASES
Estos láseres contienen una mezcla de helio y neón. Esta mezcla está empaquetada en un tubo de vidrio. Actúa como medio activo. Podemos usar Argón o Criptón o Xenón como medio. CO2 y también se puede hacer Láser de Nitrógeno. - Láser de colorante o líquido
En este tipo de LÁSER se utilizan tintes orgánicos como la Rodamina 6G en solución líquida o suspensión como medio activo dentro del tubo de vidrio. - Láser Excimer
Los LÁSERES Excitadores (el nombre proviene de excitados y dímeros) utilizan gases reactivos como el cloro y el flúor mezclados con gases inertes como el argón, el criptón o el xenón. Estos LÁSERES producen luz en el rango ultravioleta. - Láser químico
Un láser químico es un LÁSER que obtiene su energía de una reacción química. Ejemplos de láseres químicos son el láser químico de oxígeno y yodo (COIL), el láser de yodo en fase gaseosa (AGIL), y el láser de fluoruro de hidrógeno, el láser de fluoruro de deuterio, etc. - Semiconductor LÁSER
En estos láseres…se usan diodos de unión. El Semiconductor está dopado tanto por los aceptantes como por los donantes. Esto se conoce como inyección diodos láser. Siempre que el actual se pasa, se puede ver la luz en la salida.
