Metrologia

Rayo Láser

Definición.

El rayo láser es 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. Puede ser utilizado para llevar cualquier tipo de señal, ya sea música, voz humana, una imagen de televisión, etc.

Un poco de historia.

En1917, Albert Einstein descubrió que si seestimulaban 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 láser se requiere amplificar esa emisión estimulada.
La palabra LASER es la sigla (en ingles): Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, traducido al español es:amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación.
En el año 1958, los físicos A. Schawlow y C. Hard Townes describieron los principios del funcionamiento del láser y dos años más tarde, el estadounidense Theodore Maiman concretó el primer proceso láser con un cristal de rubí.

Producción del rayo láser.

Se requiere un barra de rubí (posee en su interior átomos de cromo dispersos comoimpurezas), en ambos extremos debe tener superficies espejadas de las cuales una refleja el 100% de los rayos y las otra aproximadamente 95% llamada superficie semirreflectante.
La barra de rubí es estimulada por fotones generados por el destello de una lámpara o tubo fluorescente con características determinadas.
El rubí libera fotones monocromáticos para descargar la energía acumulada, un fotónestimula la formación de otro idéntico, produciéndose el fenómeno de clonación de los mismos.
Cuando estos fotones que se desplazan entre las dos superficies reflectantes superan una determinada cantidad de energía, son liberados a través de la superficie semirreflectante generando el rayo.
Se libera un rayo láser que tiene como característica el ser coherente y compuesto por luz monocromática (unasola longitud de onda).

Propiedades.

La radiación láser se caracteriza por una serie de propiedades, diferentes de cualquier otra fuente de radiación electromagnética, como son:
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 por todos ellos. Esto se observa fácilmente al hacer pasar un haz de luz blanca a través de un prisma.
Coherencia espacial odireccionabilidad: 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.
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.

Tipos de Láser.

Existen numerosos tipos de láser que se pueden clasificar de muy diversas formas siendo la más común la que se refiere a su medio activo o conjunto de átomos o moléculas que pueden excitarse de manera que se crea una situación de inversión de población obteniéndose radiación electromagnética mediante emisión estimulada. Este medio puede encontrarse encualquier estado de la materia: sólido, líquido, gas o plasma.
El primer láser fue desarrollado por Maiman en 1960 utilizando como medio activo un cristal cilíndrico de rubí. El láser de gas de CO2, que emite en el rango del infrarrojo, es capaz de proporcionar grandes potencias y presenta un gran rendimiento. Este tipo de láser es utilizado en numerosas y diversas aplicaciones, como por ejemplo en...