 El làser ha canviat el món. És només llum, però ha canviat el món. Fa set dècades no es podia endevinar que l'home curés amb llum algunes malalties. O que construís les seves cases. O que ho utilitzés per a tallar, mesurar, llegir, escriure. Una llum senzilla, que diria. No obstant això, el làser no és una llum simple, sinó el resultat elaborat d'una complexa tecnologia. La flauta tampoc hauria aconseguit que l'home fes un làser abans de desenvolupar la teoria quàntica. I quan la va desenvolupar tampoc va ser fàcil. Des del punt de vista actual, sembla mentida. El làser està en la base de la nostra tecnologia. Tant a nivell de recerca com en l'ús quotidià. Dóna-li un cop d'ull a la zona i la trobaràs on vulguis: Lectors de CDs, codis de barres, impressores, etc. en milers de llocs. Què té aquesta llum per a tantes coses? Llum amplificada La veritat és que la pregunta no és què té el làser, sinó com està fet. Els físics diuen que el làser és una llum amplificada, d'un sol color i coherent. Una llum que no té tot això no és làser. El seu nom indica: laser. Aquesta paraula és acrònim i prové de l'anglès Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Amplificació lumínica per emissió de radiació estimulada.  El làser és una llum concentrada. Per tant, pot causar danys en els ulls.
Per això, per a treballar amb làser és necessari protegir els ulls. A l'ésser una llum amplificada, el cor del làser és un material amplificante. En definitiva, aquest material absorbeix i allibera l'energia que se li dóna, però l'allibera de manera clara. És a dir, converteix l'energia en llum. Independentment que l'amplificador sigui sòlid, líquid o gas, ha de realitzar aquesta transformació. Hi ha moltes substàncies amplificadores. El primer que van utilitzar va ser el gas amoniacal. Quant als sòlids, el robí ha estat molt utilitzat, ja que dóna làser vermell. No obstant això, moltes altres substàncies s'han utilitzat depenent de la mena de làser. La majoria dels làsers existents en el mercat en l'actualitat utilitzen un material anomenat 'Nd:YAG', un sòlid compost per granat mineral i element itri, amb uns pocs àtoms de neodimi intercalats.  Com no, el làser s'ha convertit en els últims
anys en el símbol de l'estètica moderna. Per descomptat, cal donar-li energia a l'amplificador. Per tant, el component bàsic d'un làser és la font d'energia. Aquesta font pot ser un corrent elèctric o una llum d'alta intensitat en el cas de làsers sòlids. Al principi aquesta llum la proporcionava un tub ple d'àtoms de xenó, que actuava com un flaix fotogràfic, però avui dia s'utilitza un díode làser. Sí, la font d'energia d'un làser pot ser un altre làser! Entre miralls Potser la part més sorprenent del disseny del làser és alhora la més simple: la llum està atrapada entre dos miralls. La llum atrapada circula pels miralls i travessa l'amplificador en cada recorregut. Gràcies a un efecte quàntic, aquesta llum també es converteix en font d'energia, cada fotó produeix l'emissió d'un altre cada vegada que xoca contra l'amplificador. Et recordes? El terme "emissió estimulada" apareix en nom de Làser i correspon a aquest efecte quàntic. Per tant, la pròpia llum ajuda a amplificar-se, després es reflecteix en un mirall i es reinicia el procés. Així, la llum d'un làser s'amplifica enormement. Per això diuen oscil·lador al làser. Però, clar, cal tallar d'alguna manera els desplaçaments entre miralls. El raig de llum ha de sortir. Això és pel fet que els dos miralls no són iguals. Un reflecteix tota la llum que li arriba i l'altre només una part. El primer és un reflector complet i el segon parcial. Depenent de la mena de làser, més o menys llum s'escapa entre els dos miralls i aquest raig que sali és el raig del làser.  El làser
s'utilitza, entre altres coses, per a llegir CDs. A més d'amplificar la llum, la dansa entre dos miralls té altres avantatges. D'una banda, el raig és poc dispers. S'obté un raig molt estret, ja que només surten les ones que van del mirall al mirall. Per això és possible concentrar la llum d'un làser en un punt. Això permet al làser escalfar una petita zona, com quan concentrem la llum solar amb una lupa. D'altra banda, amb aquest sistema s'obté una llum d'una freqüència, és a dir, d'un sol color. La llum que produeix cada amplificador és d'un sol color, però la tecnologia mai és perfecta. La llum produïda no és d'un sol color, sinó una combinació de molts raigs molt similars, l'espectre dels quals és molt estret però no d'una freqüència. Doncs bé, el reflector parcial contribueix a estrènyer encara més aquest marge de freqüències generat. Hi ha raigs que no deixen passar, per la qual cosa l'espectre que sali és encara més estret que el que es produeix en el seu interior. Els experts asseguren que aquest mirall augmenta la puresa del color dels làsers. Llum admirable Llum intensa, monocolor i raig estret, el làser no és una llum normal. En estar molt concentrat, té també la capacitat de tallar metalls. I, malgrat la gran distància, només genera un punt de llum. La veritat és que això no és del tot correcte, com qualsevol altra llum, el raig del làser es dispersa, però ha de recórrer una gran distància fins que s'expandeix. Un exemple és la distància a la Lluna, situada a uns 384.000 quilòmetres. No tots els làsers tenen la potència suficient per a arribar fins allí, però els raigs dels quals arriben no estan totalment dispersos a aquesta distància. En
molts làsers utilitzats com a expositors en diapositives i similars, per exemple, el raig s'expandeix 1,2 mil·límetres per metre d'avanç (nivell de dispersió que anuncien els venedors). Això significa que il·luminant la Lluna des de la Terra, el raig tindria un diàmetre de 460,8 quilòmetres. Molts altres làsers són més precisos, ja que el raig dels quals s'utilitzen per a mesurar la distància a la Lluna és d'uns 5 quilòmetres d'ample en la superfície de la Lluna. Pot semblar que arriba un raig molt ample, però depenent de la distància es pot considerar com un llamp estret. No hi ha una altra llum que arribi tan dispersa fins a la Lluna. De totes maneres, no intentis il·luminar la Lluna amb qualsevol làser que tinguis a casa. El raig no arribarà, és un problema de potència. En la majoria de les aplicacions el raig làser no recorre aquesta distància, per la qual cosa és inútil utilitzar làsers de gran potència en les llars. Cada cosa en la seva mesura. Emissió de radiació estimulada La llum d'un làser és amplificada pels electrons. Els electrons absorbeixen fàcilment l'energia i l'alliberen fàcilment, a més de permetre un control exhaustiu d'aquestes remocions i despreniments. Cal pensar que els nuclis dels àtoms es mouen en funció de l'energia que tenen els electrons. En absorbir l'energia passen a un nivell superior. I quan tornen al nivell inferior alliberen la quantitat d'energia entre els dos nivells. En els làsers, els electrons de la substància amplificante alliberen l'energia en forma de llum. Però aquest efecte no és suficient per a amplificar la llum. Un electró situat en un nivell superior, normalment, cau espontàniament al nivell inferior si aquest nivell està buit. Però si absorbeix un fotó abans que això ocorri, cau al nivell inferior i emet dos fotons, el doble del que
normalment emet. Aquesta és l'emissió estimulada; l'electró és estimulat per un fotó que emet dos fotons en lloc d'un. Els dos fotons que es generen estan en fase, és a dir, no interfereixen entre si. Segons els físics, la llum que produeixen aquestes ones és 'coherent'.  No obstant això, els electrons duren molt poc temps en els nivells superiors d'energia, cauen ràpidament per si mateixos i el temps d'estimulació és molt escàs. En condicions normals, la majoria dels electrons d'una substància es troben en els nivells inferiors. Per tant, per a la fabricació dels làsers és necessari buscar substàncies que continguin electrons en nivells superiors durant molt de temps.
Rossa va ser una de les primeres. En aquesta joia, els electrons tenen més de tres nivells energètics. Per tant, si un electró salta al nivell més alt, té la possibilitat de descendir gradualment i té temps fins que torna fins baix per a tenir una emissió estimulada. A més, el fotó emès per un electró d'un àtom pot estimular a un altre electró de l'àtom contigu. Això provoca una reacció en cadena en els àtoms veïns. Així, la llum s'amplifica enormement. | |
