 El láser ha cambiado el mundo. Es sólo luz, pero ha cambiado el mundo. Hace siete décadas no se podía adivinar que el hombre curara con luz algunas enfermedades. O que construyera sus casas. O que lo utilizara para cortar, medir, leer, escribir. Una luz sencilla, que diría. Sin embargo, el láser no es una luz simple, sino el resultado elaborado de una compleja tecnología. La flauta tampoco hubiera conseguido que el hombre hiciera un láser antes de desarrollar la teoría cuántica. Y cuando la desarrolló tampoco fue fácil. Desde el punto de vista actual, parece mentira. El láser está en la base de nuestra tecnología. Tanto a nivel de investigación como en el uso cotidiano. Échale un vistazo a la zona y la encontrarás donde quieras: Lectores de CDs, códigos de barras, impresoras, etc. en miles de sitios. ¿Qué tiene esa luz para tantas cosas? Luz amplificada La verdad es que la pregunta no es qué tiene el láser, sino cómo está hecho. Los físicos dicen que el láser es una luz amplificada, de un solo color y coherente. Una luz que no tiene todo eso no es láser. Su nombre indica: laser. Esta palabra es acrónimo y proviene del inglés Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Amplificación lumínica por emisión de radiación estimulada.  El láser es una luz concentrada. Por lo tanto, puede causar daños en los ojos.
Por ello, para trabajar con láser es necesario proteger los ojos. Al ser una luz amplificada, el corazón del láser es un material amplificante. En definitiva, este material absorbe y libera la energía que se le da, pero la libera de forma clara. Es decir, convierte la energía en luz. Independientemente de que el amplificador sea sólido, líquido o gas, debe realizar dicha transformación. Hay muchas sustancias amplificadoras. El primero que utilizaron fue el gas amoniacal. En cuanto a los sólidos, el rubí ha sido muy utilizado, ya que da láser rojo. Sin embargo, otras muchas sustancias se han utilizado dependiendo del tipo de láser. La mayoría de los láseres existentes en el mercado en la actualidad utilizan un material llamado 'Nd:YAG', un sólido compuesto por granate mineral y elemento itrio, con unos pocos átomos de neodimio intercalados.  Cómo no, el láser se ha convertido en los últimos
años en el símbolo de la estética moderna. Por supuesto, hay que darle energía al amplificador. Por tanto, el componente básico de un láser es la fuente de energía. Esta fuente puede ser una corriente eléctrica o una luz de alta intensidad en el caso de láseres sólidos. En un principio esta luz la proporcionaba un tubo lleno de átomos de xenón, que actuaba como un flash fotográfico, pero hoy en día se utiliza un diodo láser. ¡Sí, la fuente de energía de un láser puede ser otro láser! Entre espejos Quizá la parte más sorprendente del diseño del láser sea a la vez la más simple: la luz está atrapada entre dos espejos. La luz atrapada circula por los espejos y atraviesa el amplificador en cada recorrido. Gracias a un efecto cuántico, esta luz también se convierte en fuente de energía, cada fotón produce la emisión de otro cada vez que choca contra el amplificador. ¿Te acuerdas? El término "emisión estimulada" aparece en nombre de Láser y corresponde a este efecto cuántico. Por lo tanto, la propia luz ayuda a amplificarse, luego se refleja en un espejo y se reinicia el proceso. Así, la luz de un láser se amplifica enormemente. Por eso llaman oscilador al láser. Pero, claro, hay que cortar de alguna manera los desplazamientos entre espejos. El rayo de luz debe salir. Esto es debido a que los dos espejos no son iguales. Uno refleja toda la luz que le llega y el otro sólo una parte. El primero es un reflector completo y el segundo parcial. Dependiendo del tipo de láser, más o menos luz se escapa entre los dos espejos y ese rayo que sale es el rayo del láser.  El láser
se utiliza, entre otras cosas, para leer CDs. Además de amplificar la luz, la danza entre dos espejos tiene otras ventajas. Por un lado, el rayo es poco disperso. Se obtiene un rayo muy estrecho, ya que sólo salen las ondas que van del espejo al espejo. Por eso es posible concentrar la luz de un láser en un punto. Esto permite al láser calentar una pequeña zona, como cuando concentramos la luz solar con una lupa. Por otra parte, con este sistema se obtiene una luz de una frecuencia, es decir, de un solo color. La luz que produce cada amplificador es de un solo color, pero la tecnología nunca es perfecta. La luz producida no es de un solo color, sino una combinación de muchos rayos muy similares, cuyo espectro es muy estrecho pero no de una frecuencia. Pues bien, el reflector parcial contribuye a estrechar aún más este margen de frecuencias generado. Hay rayos que no dejan pasar, por lo que el espectro que sale es aún más estrecho que el que se produce en su interior. Los expertos aseguran que este espejo aumenta la pureza del color de los láseres. Luz admirable Luz intensa, monocolor y rayo estrecho, el láser no es una luz normal. Al estar muy concentrado, tiene también la capacidad de cortar metales. Y, a pesar de la gran distancia, sólo genera un punto de luz. La verdad es que esto no es del todo correcto, como cualquier otra luz, el rayo del láser se dispersa, pero tiene que recorrer una gran distancia hasta que se expande. Un ejemplo es la distancia a la Luna, situada a unos 384.000 kilómetros. No todos los láseres tienen la potencia suficiente para llegar hasta allí, pero los rayos de los que llegan no están totalmente dispersos a esa distancia. En
muchos láseres utilizados como expositores en diapositivas y similares, por ejemplo, el rayo se expande 1,2 milímetros por metro de avance (nivel de dispersión que anuncian los vendedores). Esto significa que iluminando la Luna desde la Tierra, el rayo tendría un diámetro de 460,8 kilómetros. Muchos otros láseres son más precisos, ya que el rayo de los que se utilizan para medir la distancia a la Luna es de unos 5 kilómetros de ancho en la superficie de la Luna. Puede parecer que llega un rayo muy ancho, pero dependiendo de la distancia se puede considerar como un rayo estrecho. No hay otra luz que llegue tan dispersa hasta la Luna. De todas formas, no intentes iluminar la Luna con cualquier láser que tengas en casa. El rayo no llegará, es un problema de potencia. En la mayoría de las aplicaciones el rayo láser no recorre esta distancia, por lo que es inútil utilizar láseres de gran potencia en los hogares. Cada cosa en su medida. Emisión de radiación estimulada La luz de un láser es amplificada por los electrones. Los electrones absorben fácilmente la energía y la liberan fácilmente, además de permitir un control exhaustivo de estas remociones y desprendimientos. Hay que pensar que los núcleos de los átomos se mueven en función de la energía que tienen los electrones. Al absorber la energía pasan a un nivel superior. Y cuando vuelven al nivel inferior liberan la cantidad de energía entre los dos niveles. En los láseres, los electrones de la sustancia amplificante liberan la energía en forma de luz. Pero este efecto no es suficiente para amplificar la luz. Un electrón situado en un nivel superior, normalmente, cae espontáneamente al nivel inferior si dicho nivel está vacío. Pero si absorbe un fotón antes de que esto ocurra, cae al nivel inferior y emite dos fotones, el doble de lo que
normalmente emite. Ésta es la emisión estimulada; el electrón es estimulado por un fotón que emite dos fotones en lugar de uno. Los dos fotones que se generan están en fase, es decir, no interfieren entre sí. Según los físicos, la luz que producen estas ondas es 'coherente'.  Sin embargo, los electrones duran muy poco tiempo en los niveles superiores de energía, caen rápidamente por sí mismos y el tiempo de estimulación es muy escaso. En condiciones normales, la mayoría de los electrones de una sustancia se encuentran en los niveles inferiores. Por tanto, para la fabricación de los láseres es necesario buscar sustancias que contengan electrones en niveles superiores durante mucho tiempo.
Rubia fue una de las primeras. En esta joya, los electrones tienen más de tres niveles energéticos. Por lo tanto, si un electrón salta al nivel más alto, tiene la posibilidad de descender gradualmente y tiene tiempo hasta que vuelve hasta abajo para tener una emisión estimulada. Además, el fotón emitido por un electrón de un átomo puede estimular a otro electrón del átomo contiguo. Esto provoca una reacción en cadena en los átomos vecinos. Así, la luz se amplifica enormemente. | |
