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¿Qué es el LASER?

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Su nombre es un acrónimo formado por las siglas en inglés de: amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación, y es un fenómeno de naturaleza cuántica.

La energía de un átomo está cuantizada[[1]], es decir sólo se permiten ciertas energías.

Para producir un haz de luz el dispositivo cuenta con un tubo, donde están encerrados los átomos de un cierto elemento que constituyen el medio activo que darán lugar al haz LASER. Este medio activo puede ser un gas, o una mezcla de gases, o un cristal, o fibras de vidrio. Los átomos son llevados (bombeados) desde su estado de menor energía (estado fundamental), a un estado de mayor energía (estado excitado) para iniciar el proceso. Este haz Laser tendrá una longitud de onda o frecuencia en particular, asociada a los átomos del elemento empleado.

Suponemos que el átomo se halla en su nivel más bajo de energía, es decir en el estado fundamental, que identificamos con Eo, en esas condiciones recibe energía por un medio óptico, electrico, etc, y pasa a un nivel de energía más alta E*, es decir a un estado excitado, tal que hf=E*-Eo, representa la diferencia de energía entre el estado fundamental y el estado excitado. Si en ese estado incide sobre él un fotón de energía hf=E*-Eo (donde h es la constante de Plank y f representa la frecuencia asociada con el fotón interviniente), este puede estimular al átomo a que vuelva al estado fundamental Eo, emitiendo en este proceso un fotón de energía hf, en la misma dirección, es decir en fase con el fotón anterior. Este proceso se denomina emisión estimulada.

Como el fotón incidente no es absorbido resulta, después de la emisión estimulada, que hay 2 fotones idénticos. A su vez estos fotones pueden estimular a otros átomos contenidos en el tubo a que emitan otros fotones similares dando lugar a una secuencia de procesos, que en su conjunto originan lo que se llama un proceso de inversión de población, donde hay más átomos en el estado excitado, que en el fundamental. Este estado debe ser metaestable, es decir debe tener una vida media mucho mayor que la asociada a un estado excitado normal y corriente, que son muy cortas, en general de alrededor de una cien millonésima parte de segundo.

Para que haya una cantidad importante de fotones que aseguren la continuidad del proceso el tubo cuenta con espejos reflectores en ambos extremos, uno de ellos completamente reflector y el otro con una cierta transparencia que permite que el haz de luz pueda salir del tubo.

Se obtiene así la luz coherente (de una cierta longitud de onda) e intensa del láser.

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Las aplicaciones del láser son múltiples y variadas. Están presentes en nuestra vida cotidiana, desde las lectores de disco de las computadoras, las fotocopiadoras láser, a los lectores de códigos en los supermercados. En la industria automovilística se emplea para soldadura y corte de piezas, donde se usan láseres de dióxido de carbono de gran potencia. En la industria textil para corte. En la medicina, para practicar microcirugías y cirugias de precisión. En el área de la comunicaciones para modular las señales enviadas a través de fibras ópticas, etc.


Por otra parte es fuente de intensa investigación, tanto por sus implicancias tecnológicas asi como desde el punto de vista teórico, en particular en relación con potenciales desarrollos en el campo de la información cuántica y de la óptica cuántica.


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