 O láser cambiou o mundo. É só luz, pero cambiou o mundo. Hai sete décadas non se podía adiviñar que o home curase con luz algunhas enfermidades. Ou que construíse as súas casas. Ou que o utilizase paira cortar, medir, ler, escribir. Una luz sinxela, que diría. Con todo, o láser non é una luz simple, senón o resultado elaborado dunha complexa tecnoloxía. A frauta tampouco conseguise que o home fixese un láser antes de desenvolver a teoría cuántica. E cando a desenvolveu tampouco foi fácil. Desde o punto de vista actual, parece mentira. O láser está na base da nosa tecnoloxía. Tanto a nivel de investigación como no uso cotián. Bótalle unha ollada á zona e atoparala onde queiras: Lectores de CDs, códigos de barras, impresoras, etc. en miles de sitios. Que ten esa luz paira tantas cousas? Luz amplificada A verdade é que a pregunta non é que ten o láser, senón como está feito. Os físicos din que o láser é una luz amplificada, dunha soa cor e coherente. Una luz que non ten todo iso non é láser. O seu nome indica: laser. Esta palabra é acrónimo e provén do inglés Lixeiro Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Amplificación lumínica por emisión de radiación estimulada.  O láser é una luz concentrada. Por tanto, pode causar danos nos ollos.
Por iso, paira traballar con láser é necesario protexer os ollos. Ao ser una luz amplificada, o corazón do láser é un material amplificante. En definitiva, este material absorbe e libera a enerxía que se lle dá, pero libéraa de forma clara. É dicir, converte a enerxía en luz. Independentemente de que o amplificador sexa sólido, líquido ou gas, debe realizar dita transformación. Hai moitas sustancias amplificadoras. O primeiro que utilizaron foi o gas amoniacal. En canto aos sólidos, o rubí foi moi utilizado, xa que dá láser vermello. Con todo, outras moitas sustancias utilizáronse dependendo do tipo de láser. A maioría dos láseres existentes no mercado na actualidade utilizan un material chamado 'Nd:YAG', un sólido composto por granate mineral e elemento itrio, cuns poucos átomos de neodimio intercalados.  Como non, o láser converteuse nos últimos
anos no símbolo da estética moderna. Por suposto, hai que darlle enerxía ao amplificador. Por tanto, o compoñente básico dun láser é a fonte de enerxía. Esta fonte pode ser una corrente eléctrica ou una luz de alta intensidade no caso de láseres sólidos. Nun principio esta luz proporcionábaa un tubo cheo de átomos de xenón, que actuaba como un flash fotográfico, pero hoxe en día utilízase un diodo láser. Si, a fonte de enerxía dun láser pode ser outro láser! Entre espellos Quizá a parte máis sorprendente do deseño do láser sexa á vez a máis simple: a luz está atrapada entre dous espellos. A luz atrapada circula polos espellos e atravesa o amplificador en cada percorrido. Grazas a un efecto cuántico, esta luz tamén se converte en fonte de enerxía, cada fotón produce a emisión doutro cada vez que choca contra o amplificador. Acórdasche? O termo "emisión estimulada" aparece en nome de Láser e corresponde a este efecto cuántico. Por tanto, a propia luz axuda a amplificarse, logo reflíctese nun espello e reiníciase o proceso. Así, a luz dun láser se amplifica enormemente. Por iso chaman oscilador ao láser. Pero, claro, hai que cortar dalgunha maneira os desprazamentos entre espellos. O raio de luz debe saír. Isto é debido a que os dous espellos non son iguais. Un reflicte toda a luz que lle chega e o outro só una parte. O primeiro é un reflector completo e o segundo parcial. Dependendo do tipo de láser, máis ou menos luz escápase entre os dous espellos e ese raio que salgue é o raio do láser.  O láser
utilízase, entre outras cousas, paira ler CDs. Ademais de amplificar a luz, a danza entre dous espellos ten outras vantaxes. Por unha banda, o raio é pouco disperso. Obtense un raio moi estreito, xa que só salguen as ondas que van do espello ao espello. Por iso é posible concentrar a luz dun láser nun punto. Isto permite ao láser quentar una pequena zona, como cando concentramos a luz solar cunha lupa. Por outra banda, con este sistema obtense una luz dunha frecuencia, é dicir, dunha soa cor. A luz que produce cada amplificador é dunha soa cor, pero a tecnoloxía nunca é perfecta. A luz producida non é dunha soa cor, senón una combinación de moitos raios moi similares, cuxo espectro é moi estreito pero non dunha frecuencia. Pois ben, o reflector parcial contribúe a estreitar aínda máis esta marxe de frecuencias xerado. Hai raios que non deixan pasar, polo que o espectro que salgue é aínda máis estreito que o que se produce no seu interior. Os expertos aseguran que este espello aumenta a pureza da cor dos láseres. Luz admirable Luz intensa, monocolor e raio estreito, o láser non é una luz normal. Ao estar moi concentrado, ten tamén a capacidade de cortar metais. E, a pesar da gran distancia, só xera un punto de luz. A verdade é que isto non é do todo correcto, como calquera outra luz, o raio do láser dispérsase, pero ten que percorrer una gran distancia ata que se expande. Un exemplo é a distancia á Lúa, situada a uns 384.000 quilómetros. Non todos os láseres teñen a potencia suficiente paira chegar até alí, pero os raios dos que chegan non están totalmente dispersos a esa distancia. En moitos
láseres utilizados como expositores en diapositivas e similares, por exemplo, o raio expándese 1,2 milímetros por metro de avance (nivel de dispersión que anuncian os vendedores). Isto significa que iluminando a Lúa desde a Terra, o raio tería un diámetro de 460,8 quilómetros. Moitos outros láseres son máis precisos, xa que o raio dos que se utilizan paira medir a distancia á Lúa é duns 5 quilómetros de ancho na superficie da Lúa. Pode parecer que chega un raio moi ancho, pero dependendo da distancia pódese considerar como un raio estreito. Non hai outra luz que chegue tan dispersa até a Lúa. De todos os xeitos, non tentes iluminar a Lúa con calquera láser que teñas en casa. O raio non chegará, é un problema de potencia. Na maioría das aplicacións o raio láser non percorre esta distancia, polo que é inútil utilizar láseres de gran potencia nos fogares. Cada cousa na súa medida. Emisión de radiación estimulada A luz dun láser é amplificada polos electróns. Os electróns absorben facilmente a enerxía e libérana facilmente, ademais de permitir un control exhaustivo destas remociones e desprendementos. Hai que pensar que os núcleos dos átomos móvense en función da enerxía que teñen os electróns. Ao absorber a enerxía pasan a un nivel superior. E cando volven ao nivel inferior liberan a cantidade de enerxía entre os dous niveis. Nos láseres, os electróns da sustancia amplificante liberan a enerxía en forma de luz. Pero este efecto non é suficiente paira amplificar a luz. Un electrón situado nun nivel superior, normalmente, cae espontaneamente ao nivel inferior si devandito nivel está baleiro. Pero si absorbe un fotón antes de que isto ocorra, cae ao nivel inferior e emite dous fotóns, o dobre do que
normalmente emite. Esta é a emisión estimulada; o electrón é estimulado por un fotón que emite dous fotóns en lugar dun. Os dous fotóns que se xeran están en fase, é dicir, non interferen entre si. Segundo os físicos, a luz que producen estas ondas é 'coherente'.  Con todo, os electróns duran moi pouco tempo nos niveis superiores de enerxía, caen rapidamente por si mesmos e o tempo de estimulación é moi escaso. En condicións normais, a maioría dos electróns dunha sustancia atópanse nos niveis inferiores. Por tanto, paira a fabricación dos láseres é necesario buscar sustancias que conteñan electróns en niveis superiores durante moito tempo.
Loura foi una das primeiras. Nesta xoia, os electróns teñen máis de tres niveis enerxéticos. Por tanto, se un electrón salta ao nivel máis alto, ten a posibilidade de descender gradualmente e ten tempo ata que volve até abaixo paira ter una emisión estimulada. Ademais, o fotón emitido por un electrón dun átomo pode estimular a outro electrón do átomo contiguo. Isto provoca una reacción en cadea nos átomos veciños. Así, a luz se amplifica enormemente. | |
