El láser

FÍSICA GENERAL



Estudio y aplicaciones de la emisión laser

Introducción
Un láser (de la sigla inglesa Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, amplificación de luz por emisión estimulada de radiación) es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecánica cuántica, la emisión inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente tanto espacial como temporalmente.La coherencia espacial se corresponde con la capacidad de un haz para permanecer con un pequeño tamaño al transmitirse por el vacío en largas distancias y la coherencia temporal se relaciona con la capacidad para concentrar la emisión en un rango espectral muy estrecho.

Características generales del laser
1. Monocromaticidad.
Emite una radiación electromagnética de una sola longitud de onda,en oposición a las fuentes convencionales como las lámparas incandescentes (bombillas comunes) que emiten en un rango más amplio, entre el visible y el infrarrojo, de ahí que desprendan calor. La longitud de onda, en el rango del espectro electromagnético de la luz visible, se identifica por los diferentes colores (rojo, naranja, amarillo, verde, azul, violeta), estando la luz blanca compuesta portodos ellos. Esto se observa fácilmente al hacer pasar un haz de luz blanca a través de un prisma.
2. Coherencia espacial o direccionabilidad.
La radiación láser tiene una divergencia muy pequeña, es decir, puede ser proyectado a largas distancias sin que el haz se abra o disemine la misma cantidad de energía en un área mayor.
Nota: Esta propiedad se utilizó para calcular la longitud entre laTierra y la Luna, al enviar un haz láser hacia la Luna, donde rebotó sobre un pequeño espejo situado en su superficie, y éste fue medido en la Tierra por un telescopio.
3. Coherencia temporal.
La luz láser se transmite de modo paralelo en una única dirección debido a su naturaleza de radiación estimulada, al estar constituido el haz láser con rayos de la misma fase, frecuencia y amplitud.Física del laser
De forma general los láseres constan de un medio activo capaz de generar el láser. Hay cuatro procesos básicos que se producen en la generación del láser, denominados bombeo, emisión espontánea de radiación, emisión estimulada de radiación y absorción.
Bombeo
Se provoca mediante una fuente de radiación como puede ser una lámpara, el paso de una corriente eléctrica o el uso decualquier otro tipo de fuente energética que provoque una emisión.
Emisión espontánea de radiación
Los electrones que vuelven al estado fundamental emiten fotones. Es un proceso aleatorio y la radiación resultante está formada por fotones que se desplazan en distintas direcciones y con fases distintas generándose una radiación monocromática incoherente.

Emisión estimulada de radiación
La emisiónestimulada, base de la generación de radiación de un láser, se produce cuando un átomo en estado excitado recibe un estímulo externo que lo lleva a emitir fotones y así retornar a un estado menos excitado. El estímulo en cuestión proviene de la llegada de un fotón con energía similar a la diferencia de energía entre los dos estados. Los fotones así emitidos por el átomo estimulado poseen fase,energía y dirección similares a las del fotón externo que les dio origen. La emisión estimulada descrita es la raíz de muchas de las características de la luz láser. No sólo produce luz coherente y monocroma, sino que también "amplifica" la emisión de luz, ya que por cada fotón que incide sobre un átomo excitado se genera otro fotón.
Absorción
Proceso mediante el cual se absorbe un fotón.El sistema atómico se excita a un estado de energía más alto, pasando un electrón al estado metaestable. Este fenómeno compite con el de la emisión estimulada de radiación.

Clasificación
Clase 1: Seguros en condiciones razonables de utilización.
Clase 1M: como la Clase 1, pero no seguros cuando se miran a través de instrumentos ópticos como lupas o binoculares.
Clase 2: láseres visibles (400 a 700...