Como funcionan los laserEn esta presentación te enseñaremos que son y como funcionan los laser

Introducción:

• Un láser (de la sigla inglesa light amplification by stimulatedemission of radiation, amplificación de luz por emisiónestimulada de radiación) es un dispositivo que utiliza unefecto de la mecánica cuántica, la emisión inducida oestimulada, para generar un haz de luz coherente de un medioadecuado y con el tamaño, la forma y la pureza controlados.

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 deMax Planck basada en los conceptos de emisión espontánea einducida de radiación.

• En 1928 Rudolf Landenburg informó haber obtenido laprimera evidencia del fenómeno de emisión estimulada deradiación, aunque no pasó de ser una curiosidad delaboratorio, por lo que la teoría fue olvidada hasta después dela Segunda Guerra Mundial, cuando fue demostradadefinitivamente por Willis Eugene Lamb y R. C. Rutherford.

• En 1953, Charles H. Townes y los estudiantes de postgrado James P. Gordony Herbert J. Zeiger construyeron el primer máser: un dispositivo quefuncionaba con los mismos principios físicos que el láser pero que produceun haz coherente de microondas. El máser de Townes era incapaz defuncionar en continuo. Nikolái Básov y Aleksandr Prójorov de la UniónSoviética trabajaron independientemente en el oscilador cuántico yresolvieron el problema de obtener un máser de salida de luz continua,utilizando sistemas con más de dos niveles de energía. Townes, Básov yPrójorov compartieron el Premio Nobel de Física en 1964 por "los trabajosfundamentales en el campo de la electrónica cuántica", los cualescondujeron a la construcción de osciladores y amplificadores basados en losprincipios de los máser-láser.

• El primer láser fue uno de rubí y funcionó por primera vez el 16 de mayo de1960. Fue construido por Theodore Maiman. El hecho de que sus resultadosse publicaran con algún retraso en Nature, dio tiempo a la puesta en marchade otros desarrollos paralelos. Por este motivo, Townes y Arthur LeonardSchawlow también son considerados inventores del láser, el cual patentaronen 1960. Dos años después, Robert Hall inventa el láser generado porsemiconductor. En 1969 se encuentra la primera aplicación industrial delláser al ser utilizado en las soldaduras de los elementos de chapa en lafabricación de vehículos y, al año siguiente Gordon Gould patenta otrasmuchas aplicaciones prácticas para el láser.

• El 16 de mayo de 1980, un grupo de físicos de la Universidad de Hullliderados por Geoffrey Pert registran la primera emisión láser en elrango de los rayos X. Pocos meses después se comienza acomercializar el disco compacto, donde un haz láser de bajapotencia "lee" los datos codificados en forma de pequeños orificios(puntos y rayas) sobre un disco óptico con una cara reflectante.Posteriormente esa secuencia de datos digital se transforma en unaseñal analógica permitiendo la escucha de los archivos musicales. En1984, la tecnología desarrollada comienza a usarse en el campo delalmacenamiento masivo de datos. En 1994 en el Reino Unido, seutiliza por primera vez la tecnología láser en cinemómetros paradetectar conductores con exceso de velocidad. Posteriormente seextiende su uso por todo el mundo.

• Ya en el siglo XXI, científicos de la Universidad de St. Andrews creanun láser que puede manipular objetos muy pequeños. Al mismotiempo, científicos japoneses crean objetos del tamaño de unglóbulo rojo utilizando el láser. En 2002, científicos australianos"teletransportan" con éxito un haz de luz láser de un lugar a otro.Dos años después el escáner láser permite al Museo Británicoefectuar exhibiciones virtuales.5 En 2006, científicos de la compañíaIntel descubren la forma de trabajar con un chip láser hecho consilicio abriendo las puertas para el desarrollo de redes decomunicaciones mucho más rápidas y eficientes.

¿Qué es un láser?

• Como de costumbre, comencemos por lo más simple.Básicamente, un láser es un dispositivo capaz de emitir un hazde luz muy potente. El término láser, en sí, proviene de la siglaen inglés LASER (Light Amplification by Stimulated Emission ofRadiation), cuya traducción en español significa Amplificaciónde Luz por Emisión Estimulada de Radiación. Se trata de undispositivo utilizado para concentrar la luz en un hazestrecho, a través del cual puede emitirse ese haz concentradoy delgado de forma coherente, con suma eficacia.

• La luz que se emite desde este dispositivo se irradia de formadistinta a la que normalmente se irradia desde los átomos, que lohacen de forma aleatoria y sin coherencia. Es decir, los átomosirradian un gran revoltijo de fotones que se dispersan en todos lossentidos, sin uno determinado, mientras que el láser, por decirlo dealgún modo, los concentra y los direcciona.

• Estas características hacen que el láser nos resulte muy útil paranuestras tecnologías y desde que se utilizó por primera vez, en 1960,hasta nuestros días, el láser es uno de los grandes desarrollostecnológicos de los últimos años. Actualmente, existen dispositivosláser en todos los tamaños y se emplean en toda amplia variedad deámbitos. Se los utiliza en el mundo de la informática y por ejemploen reproductores de audio o vídeo (como los lectores láser de CD yDVD), en varias aplicaciones científicas y militares o en laconstrucción, entre otras. Sin embargo, y sin lugar a dudas, uno delos mayores beneficios que esta invención nos ha brindado es su usoen la medicina, especialmente en las operaciones oculares y en lascirugías con láser.

¿Cómo funciona un laser?

• Ahora bien, ¿cómo funciona un láser? De acuerdo, undispositivo láser utiliza un efecto de la mecánica cuántica parapoder generar ese haz de luz con tamaño, forma y direccióncontrolada. Los rayos de luz en su estado normal, comocuando provienen del Sol, viajan en forma radial con respectoa su fuente y disminuyen con la distancia. Un láser, en cambio,es una fuente lumínica que viaja en forma paralela y suenergía prácticamente no disminuye con la distancia.

• El fenómeno de emisión estimulada por radiación fue enunciadonada menos que por el gran Einstein ya en 1916 y constituye la basede la tecnología empleada en la fabricación de los dispositivos láser.El mecanismo utiliza la excitación de una onda estacionaria entredos espejos, uno opaco y otro translúcido. Como resultado seorigina una onda luminosa que rebota en los espejos, al mismotiempo que escapa por el espejo translúcido.

• El láser está formado por un núcleo que suele ser de forma alargada,puede ser una estructura cristalina (hecha por ejemplo de rubí) o untubo de vidrio que contiene gas. Junto al núcleo esta el excitador, elencargado de provocar la excitación lumínica de los electrones quese encuentran dentro del núcleo y el tercer componente de un láserson los espejos paralelos, que son colocados en ambos extremos delnúcleo. Uno de ellos es semi-reflectante lo que permite el pasoparcial de la luz, por donde sale el haz de luz de un láser.

• En los comienzos, se pensaba que el material para la emisión de luzoriginal dentro del láser debía ser un gas. Posteriormente secomenzó a usar cristales sintéticos de rubí y actualmente las últimasinvestigaciones se dirigen hacia el desarrollo de un láser de rayos X.Aquí la fuente de energía tendría su origen en la energía nuclear.

¿Para que sirve el rayo laser?

• El rayo laser por ser un haz de luz coherente tiene muchasaplicaciones. Por ejemplo: los astronomos lo usan para medircon precision la distancia de la tierra a la luna, los ingenierostopografos lo usan para medir distancias, los operadores demotoconformadoras lo usan para ayudarse en la nivelacion deun terreno, los cientificos lo usan para crear hologramas, enmedicina para hacer trabajos de ¨soldadura¨ en los ojos ycorregir de esta manera problemas de la vision, si es de muchapotencia sirve tambien para usarlo como rayo destructor, etc.

Fuentes citadas:

• http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1ser

• http://www.ojocientifico.com/2011/02/08/como-funciona-un-laser

• http://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080309204823AAiDSlt

• http://www.youtube.com/watch?v=cDvkaH7WNsI

• http://www.youtube.com/watch?v=idO7i5N2G5Q