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La radiación láser
Las aplicaciones de la radiación láser superan
cualquier expectativa y ya constituyen herramientas
insustituibles en las investigaciones científicas, la
industria y la medicina.
LASER
Light
Amplification by
Stimulated
Entre los pioneros en la construcción
de los láseres se encuentran los
soviéticos N. G. Básov y A. M.
Prójorov, y el norteamericano C.
Townes, a los que se les otorgó, en
1964, el Premio Nobel de Física por
sus trabajos en esta materia.
Emission of
Radiation
“Luz amplificada por emisión estimulada de radiación”
En las fuentes de luz que se conocían a principios del siglo xx la
emisión se produce espontáneamente. En 1905, Albert Einstein
habló de la posibilidad de lograr la emisión de la luz de
forma estimulada, pero no es hasta los años sesenta de ese
siglo que se crea el resonador cuántico, o láser.
¿Cómo se produce la radiación láser?
Procesos
De absorción
Si un átomo absorbe energía puede
pasar del estado fundamental a un
estado excitado.
De emisión espontánea
El átomo emite espontáneamente la
energía que tiene en exceso (fotón
emitido), pasando del estado
excitado al fundamental.
De emisión estimulada
El átomo que se encuentra en el
estado excitado se ve estimulado a
volver al estado fundamental por la
acción de un fotón, cuya energía
coincide con la que tiene en exceso.
Los dos fotones (el estimulador y el
resultante de la emisión) son de la
misma energía, de igual fase y tienen
la misma dirección.
Antes
Después
Esquema General
Resonador
Emisión
Láser
Espejo
Total
Sistema de Bombeo
Espejo
Parcial
Tipos de láseres
Láseres de estado sólido
Los medios más comunes en los láseres de estado sólido son varillas
de cristal de rubí, o vidrios, y cristales con impurezas de neodimio.
Los extremos de la varilla se tallan de forma tal que sus superficies
sean paralelas y se recubren con una capa reflectante no metálica. Los
láseres de estado sólido proporcionan las emisiones de mayor energía.
Láseres gaseosos
El medio de un láser de gas puede ser un gas puro, una mezcla de
gases o incluso un vapor metálico, y suele estar contenido en un
tubo cilíndrico de vidrio o cuarzo. En el exterior de los extremos
del tubo se sitúan dos espejos para formar la cavidad del láser.
Láseres semiconductores
Los láseres semiconductores son los más compactos, y suelen estar
formados por una unión entre capas de semiconductores con
diferentes propiedades de conducción eléctrica, formando un
diodo. La cavidad del láser se mantiene confinada en la zona de la
unión mediante dos límites reflectantes. El arseniuro de galio es el
semiconductor más usado. Los láseres semiconductores se bombean
mediante la aplicación directa de corriente eléctrica a la unión
Láseres líquidos
Los medios más comunes en los láseres líquidos son tintes
inorgánicos contenidos en recipientes de vidrio. A estos láseres se
les llama láseres de colorantes.
Láseres de electrones libres
En 1977, se desarrollaron por primera vez láseres que emplean
para producir radiación haces de electrones, no ligados a átomos,
que circulan a lo largo de un campo magnético variable.
Actualmente, están adquiriendo importancia como instrumentos de
investigación. Su frecuencia se puede regular, como ocurre con los
láseres de colorante, y en teoría, un pequeño número podría cubrir
todo el espectro, desde el infrarrojo hasta los rayos X.
Con los láseres de electrones libres debería generarse radiación
de muy alta potencia, que actualmente resulta demasiado costosa
de producir.
Aplicaciones de los láseres
Láser puntero- (en la vida cotidiana)
En las investigaciones
científicas
En las comunicaciones
En la medicina
En la Industria