El láser es uno de los inventos más importantes de la humanidad, conocido como la "luz más brillante". En la vida diaria, vemos diversas aplicaciones del láser, como la belleza, la soldadura y la eliminación de mosquitos, entre otras. Hoy, comprenderemos en detalle los láseres y los principios que sustentan su generación.
¿Qué es un láser?
Un láser es una fuente de luz que utiliza un láser para generar un haz de luz especial. Un láser genera luz láser introduciendo energía de una fuente de luz o energía externa en el material mediante radiación estimulada.
Un láser es un dispositivo óptico compuesto por un medio activo (como un gas, un sólido o un líquido) capaz de amplificar la luz y un reflector óptico. El medio activo de un láser suele ser un material seleccionado y procesado, y sus características determinan la longitud de onda de salida del láser.
La luz generada por los láseres tiene varias características únicas:
En primer lugar, los láseres son luz monocromática con frecuencias y longitudes de onda muy estrictas, que pueden satisfacer algunas necesidades ópticas especiales.
En segundo lugar, el láser es luz coherente y la fase de las ondas de luz es muy consistente, lo que puede mantener una intensidad de luz relativamente estable a lo largo de largas distancias.
En tercer lugar, los láseres son luces altamente direccionales con haces muy estrechos y un enfoque excelente, que pueden utilizarse para lograr una alta resolución espacial.
El láser es una fuente de luz.
El principio de la generación láser
La generación de láser implica tres procesos físicos básicos: radiación estimulada, emisión espontánea y absorción estimulada.
Sradiación estimulada
La radiación estimulada es clave para la generación de láser. Cuando un electrón de alta energía es excitado por otro fotón, emite un fotón con la misma energía, frecuencia, fase, estado de polarización y dirección de propagación en la dirección de dicho fotón. Este proceso se denomina radiación estimulada. Es decir, un fotón puede "clonar" un fotón idéntico mediante el proceso de radiación estimulada, logrando así la amplificación de la luz.
Semisión espontánea
Cuando el electrón de un átomo, ion o molécula pasa de un nivel de energía alto a uno bajo, libera fotones de cierta cantidad de energía, lo que se denomina emisión espontánea. La emisión de estos fotones es aleatoria y no existe coherencia entre los fotones emitidos, lo que significa que su fase, estado de polarización y dirección de propagación son aleatorios.
Sabsorción estimulada
Cuando un electrón de bajo nivel energético absorbe un fotón con una diferencia de niveles energéticos igual a la suya, puede excitarse a un nivel energético alto. Este proceso se denomina absorción estimulada.
En los láseres, se suele utilizar una cavidad resonante compuesta por dos espejos paralelos para mejorar el proceso de radiación estimulada. Un espejo es de reflexión total y el otro de semirreflexión, que permite el paso de una parte del láser.
Los fotones en el medio láser se reflejan entre dos espejos, y cada reflexión produce más fotones mediante el proceso de radiación estimulada, logrando así la amplificación de la luz. Cuando la intensidad de la luz aumenta hasta cierto punto, el láser se genera a través de un espejo semirreflectante.
Hora de publicación: 07-dic-2023
