2. HISTORIA
En 1916, Albert Einstein estableció los fundamentos para el desarrollo de los
láseres y de sus predecesores, los máseres (que emiten microondas),
utilizando la ley de radiación de Max Planck basada en los conceptos
de emisión espontánea e inducida de radiación. En 1917, cuando Albert
Einstein describió que si se estimulaban los átomos de una sustancia, estos
podían emitir una luz con igual longitud de onda. Este proceso se conoce
también como emisión estimulada. Sin embargo para tener una plataforma
capaz de producir un laser se requiere amplificar esa emisión estimulada.
La palabra LASER es la sigla (en ingles): Ligth Amplification by Stimulated
Emission of Radiation, que traducido al español es: amplificación de la luz por
emisión estimulada de radiación. El rayo láser es un rayo de luz de una sola
amplitud de onda que ya sea visible o no, tiene un único color. La luz del sol
posee varias longitudes de onda que se unen formando la luz blanca. En el
año 1958, los físicos Arthur Leonard Schawlow y Charles Hard Townes
describieron los principios del funcionamiento del láser y dos años más tarde,
el estadounidense Theodore Maiman concreto el primer proceso láser con un
cristal de rubí.
3. La luz del sol posee varias longitudes de onda que se unen formando la
luz blanca. Si la luz blanca atraviesa un prisma, se descompone
mostrando todos los colores que la componen. Entonces podemos
entender que el laser es la expresión de uno de esos colores en forma
amplificada.
4. DEFINICIÓN
Un rayo láser es un rayo de radiación electromagnética poderoso, estrecho,
monocromático y direccional, un sistema de amplificación de la luz que
produce rayos coincidentes de enorme intensidad, los cuales presentan
ondas de igual frecuencia que siempre están en fase, Un dispositivo láser
excita los átomos en un medio afectado por éste. Los electrones de estos
átomos se mueven hacia la órbita más grande, después liberan fotones,
creando un rayo láser.
Estos están ubicados dentro del espectro visible de la luz
5. ELEMENTOS BÁSICOS DE
UN LÁSER
Un láser típico consta de tres elementos básicos de operación.
Cavidad láser: sirve para mantener la luz circulando a través del medio
activo el mayor número de veces posible. Consta de
Una cavidad óptica resonante y un acoplador.
Medio activo: Es el medio material donde se produce la amplificación
óptica. Puede ser de muy diversos materiales y es el que determina en
mayor medida las propiedades de la luz láser, longitud de onda, emisión
contínua o pulsada, potencia, etc.
Bombeo
Para que el medio activo pueda amplificar la radiación, es necesario excitar
sus niveles electrónicos o vibracionales de alguna manera.
6. TIPOS DE LÁSERES
Láser
Medio
activo
Rango de
frecuencia de
emisión
Regimen de
emisión
Potencia de pico
máxima
(aproximada)
Utilidades
Helio-Neon Gas Rojo Continuo 10 mW
- Metrología
- Lectores de códigos de
barras.
Ion de Ar Gas Verde – Azul Continuo 10 W
- Bombeo
- Espectáculos
CO2 Gas Infrarrojo
Continuo o
pulsado
1 kW
- Corte
- Soldadura
- Cirugía
Excímero Gas Ultravioleta Pulsado 1 MW
- Microprocesado
- Cirugía
Químicos Gas Infrarrojo Continuo 1 MW - Escudos antimisiles
Colorante
Líquido o
Sólido
IR-Visible-UV
Continuo o
pulsado
1 W - Espectroscopía
Rubí Sólido Rojo Pulsado 1 kW - Investigación
Neodimio:YAG Sólido Infrarrojo (*)
Continuo o
pulsado
1 GW
- Bombeo
- Procesado de materiales
- Cirugía
Titanio:Zafiro Sólido Infrarrojo
Contínuo o
pulsado
1 PW
- Investigación
- Pulsos ultracortos
Semiconductor Sólido Infrarrojo – Visible Continuo 1 mW – 1 kW
- Comunicaciones
- CD, DVD
- Punteros
- Bombeo
Fibra Sólido Infrarrojo – Visible
Continuo o
pulsado
1 W – 1 kW
- Procesado de materiales
- Comunicaciones
- Espectroscopía
Electrones libres (**)
Microondas –
Rayos X
Pulsado 100 kW - Investigación
Existen muchísimos tipos de láseres diferentes. Estos se pueden
clasificar por su longitud de onda de emisión, desde las microondas
hasta los rayos X; por su potencia, desde milivatios hasta petavatios;
por su régimen de emisión, pulsados o continuos; o por las
características de su medio activo, sólidos, líquidos o gaseosos; y cada
uno de estos tipos tiene unas utilidades muy diversas.
7. APLICACIONES
Telecomunicaciones: comunicaciones ópticas (fibra óptica), Radio Over
Fiber.
Medicina: operaciones sin sangre, tratamientos quirúrgicos, ayudas a la
cicatrización de heridas, tratamientos de piedras en el riñón, operaciones de
vista, operaciones odontológicas.
Industria: cortado, guiado de maquinaria y robots de fabricación,
mediciones de distancias precisas mediante láser.
Defensa: Guiado de misiles balísticos, alternativa al radar, cegando a las
tropas enemigas. En el caso del Tactical High Energy Laserse está empezando
a usar el láser como destructor de blancos.
Ingeniería civil: guiado de máquinas tuneladoras en túneles, diferentes
aplicaciones en la topografía como mediciones de distancias en lugares
inaccesibles o realización de un modelo digital del terreno (MDT).
Arquitectura: catalogación de patrimonio.
Arqueológico: documentación.
Investigación: espectroscopia, interferometría láser, LIDAR, distanciometría.
Desarrollos en productos comerciales: impresoras láser, CD, ratones
ópticos, lectores de código de barras, punteros láser, termómetros,
hologramas, aplicaciones en iluminación de espectáculos.
Tratamientos cosméticos y cirugía estética: tratamientos
de Acné, celulitis, tratamiento de las estrías, depilación.
8. BENEFICIOS Y EFECTOS
Beneficios
Los rayos láser pueden almacenar y reproducir imágenes fijas de alta calidad,
imágenes de video, datos de computadora y audio. Se pueden medir
distancias con un alto grado de precisión. Los escáneres de láser en las
tiendas de variedades ahorran tiempo en etiquetar los productos con los
precios y en procesar la compra de los clientes. En la industria, el cortado y
soldado con láser es mucho más rápido y mucho más preciso que otros
métodos. En procedimientos médicos y dentales, los láser dañan menos que
los escalpelos y taladros. La investigación científica utiliza láseres que han
llevado a avances en el mundo real, tales como el uso de fibra óptica en
comunicaciones telefónicas y redes computacionales.
Efectos
Los avances en la tecnología láser han dado como resultado que los rayos
láser sean algo habitual. Utilizamos los láseres cada día, aún sin darnos
cuenta. Los avances futuros en esta tecnología sin duda producirán mejoras
en las áreas de entretenimiento, medicina, odontología, computación,
defensa y telecomunicaciones. Los láseres tal vez puedan también ser
utilizados para producir energía en un futuro no tan distante.
