Láser
Un láser es una máquina que fabrica una fuente de luz amplificada de un solo color. Utiliza gases o cristales especiales para que la luz sea de un solo color. Los gases se energizan para que emitan luz. Luego se utilizan espejos para amplificar (hacer más fuerte) la luz. En muchos láseres, toda la luz viaja en una dirección, por lo que se mantiene como un estrecho haz de luz colimado que no se ensancha ni se debilita como la mayoría de las fuentes de luz.
Cuando se apunta a algo, este haz estrecho forma un único punto de luz. La energía de la luz se queda en ese haz estrecho en lugar de extenderse como una linterna (antorcha eléctrica).
La palabra "láser" es un acrónimo de "amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación". Tanto el aparato como su nombre se desarrollaron a partir del anterior Maser.
Láseres rojo (660, 635 nm), verde (532, 520 nm) y azul (445, 405 nm)
Mecanismo
Un láser crea luz mediante acciones especiales en las que interviene un material llamado "medio de ganancia óptica". La energía se introduce en este material mediante una "bomba de energía". Puede ser electricidad, otra fuente de luz u otra fuente de energía. La energía hace que el material pase a lo que se llama un estado de excitación. Esto significa que los electrones del material tienen energía extra, y después de un tiempo perderán esa energía. Cuando pierden la energía, liberan un fotón (una partícula de luz). El tipo de medio de ganancia óptica utilizado cambiará el color (la longitud de onda) que se producirá. La liberación de fotones es la parte de "emisión estimulada de radiación" del láser.
Muchas cosas pueden irradiar luz, como una bombilla, pero la luz no se organizará en una dirección y fase. Al utilizar un campo eléctrico para controlar cómo se crea la luz, esta luz será ahora de un solo tipo, yendo en una sola dirección. Esto es "radiación coherente".
En este punto, la luz es todavía débil. Los espejos de ambos lados hacen rebotar la luz de un lado a otro, y esto golpea otras partes del medio de ganancia óptica, haciendo que esas partes también liberen fotones, generando más luz ("amplificación de la luz"). Cuando todo el medio de ganancia óptica produce luz, se denomina saturación y crea un haz de luz muy potente con una longitud de onda muy estrecha, lo que llamaríamos un rayo láser.
Corte por láser
Diseño
La luz se mueve a través del medio entre los dos espejos que reflejan la luz de un lado a otro. Sin embargo, uno de los espejos sólo refleja parcialmente la luz, dejando escapar una parte. La luz que se escapa constituye el rayo láser.
Se trata de un diseño sencillo; el tipo de medio de ganancia óptica utilizado suele definir el tipo de láser. Puede ser un cristal, ejemplos son el rubí y un cristal de granate hecho de itrio y aluminio con el metal de tierras raras mezclado. Para el láser se pueden utilizar gases como el helio, el nitrógeno, el dióxido de carbono, el neón u otros. Los láseres grandes y potentes suelen ser de gas. Los láseres de electrones libres utilizan un haz de electrones y pueden sintonizarse para emitir diferentes colores. Por último, los láseres más pequeños utilizan diodos semiconductores para producir la luz. Son los más numerosos y se utilizan en la electrónica.
Historia
Albert Einstein fue el primero en tener la idea de la emisión estimulada que podía producir un láser. A partir de ese momento se pasaron muchos años para ver si la idea funcionaba. Al principio se consiguió hacer máseres y más tarde se descubrió cómo fabricar longitudes de onda visibles más cortas. No fue hasta 1959 cuando Gordon Gould acuñó el nombre de láser en un trabajo de investigación. El primer láser en funcionamiento fue creado y operado por Theodore Maiman en los Laboratorios de Investigación Hughes en 1960. Muchas personas empezaron a trabajar en láseres en esta época, y la cuestión de quién obtendría la patente del láser no se decidió hasta 1987 (Gould ganó los derechos).
Aplicaciones
Los láseres han encontrado muchos usos tanto en la vida cotidiana como en la industria. Los láseres se encuentran en los reproductores de CD y DVD, donde leen el código del disco que almacena una canción o película. El láser se utiliza a menudo para leer los códigos de barras o los códigos SQR de las cosas que se venden en una tienda, para identificar un producto y dar su precio. El láser se utiliza en medicina, sobre todo en la cirugía ocular LASIK, en la que el láser se utiliza para reparar la forma de la córnea. Se utiliza en química con la espectroscopia para identificar materiales, para saber de qué tipo de gases, sólidos o líquidos está hecho algo. Los láseres más potentes pueden utilizarse para cortar metal.
Los láseres se utilizan para medir la distancia de la Luna a la Tierra al reflejarse en los reflectores dejados por las misiones Apolo. Midiendo el tiempo que tarda la luz en viajar a la Luna y volver a ella podemos saber exactamente a qué distancia está la Luna.
Los punteros láser se utilizan para señalar un lugar en un mapa o un diagrama. Por ejemplo, los utilizan los profesores. Además, a mucha gente le gusta jugar con los punteros láser. Algunas personas han apuntado con ellos a aviones. Esto es peligroso, y además es ilegal en muchos países. Hay personas que han sido detenidas y procesadas por este delito.
Los ordenadores suelen utilizar un ratón óptico como dispositivo de entrada. Los punteros láser modernos son demasiado grandes y potentes para este uso, por lo que la mayoría de los ratones utilizan pequeños VCSEL o "láseres de emisión superficial de cavidad vertical" para este fin. Estos láseres también se utilizan en las unidades de DVD y CD-ROM y en la holografía.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es un láser?
R: Un láser es una máquina que produce un haz de luz concentrado de un solo color utilizando gases o cristales especiales que se energizan para emitir luz.
P: ¿Cómo fabrica su luz un láser?
R: Los gases o cristales de un láser se energizan para emitir luz, que luego se amplifica o se hace más intensa utilizando espejos.
P: ¿Produce un láser luz de muchos colores?
R: No, un láser produce luz de un solo color.
P: ¿Qué es la luz colimada?
R: Un haz de luz estrecho y concentrado que no se ensancha ni se debilita a medida que se desplaza, a diferencia de la mayoría de las demás fuentes de luz.
P: ¿Qué significa la palabra láser?
R: Láser es un acrónimo que significa "amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación".
P: ¿Cuál es la diferencia entre un rayo láser y el haz de una linterna?
R: Un rayo láser permanece concentrado en un haz estrecho, mientras que el haz de una linterna se dispersa y se debilita.
P: ¿Qué relación hay entre un láser y un máser?
R: El láser se desarrolló a partir de una máquina anterior llamada máser, y ambos dispositivos utilizan principios similares para producir luz amplificada.
