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Happy Birthday L.A.S.E.R (8)

Casi toda la blogosfera se ha hecho eco del 50 aniversario de nuestro amigo el láser. No siendo menos nosotros dedicaremos esta entrada a explicar someramente los principios de la acción láser.

Láser es el acrónimo de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation puesto que la acción láser se basa en el fenómeno de la emisión estimulada para generar un haz de fotones monocromático, coherente y colimado. La emisión estimulada se produce cuando una partícula que se encuentra en un estado excitado de energía cambia a un estado inferior emitiendo un fotón de la misma frecuencia y en fase con el que ha sido utilizado para estimular dicho cambio. Un láser pues, constará de un conjunto de partículas que son bombeadas a un estado excitado mediante la aplicación de radiación electromagnética o una descarga eléctrica. Cuando una de estas partículas, por emisión espontánea, emita un fotón éste provocará la emisión estimulada en otra partícula amplificando el efecto. Para aumentar aún más la acción láser, a cada lado del sistema encontramos dos espejos, uno de ellos semiplateado (parcialmente transparente puesto que es el espejo de salida), que servirán para el rebote de los fotones con la consecuente estimulación de más partículas así como para colimar el haz.

Uno de los problemas para generar acción láser en el visible es que la emisión espontánea es mucho más probable en esta zona y los fotones emitidos de este modo se encuentran en cualquier dirección y fase, no siendo útiles para la acción láser. De hecho, la primera amplificación de radiación electromagnética por emisión estimulada se realizó en la zona del microondas (máser) donde la emisión espontánea es muy poco probable (aumenta con el cubo de la frecuencia de la transición). Para que sea posible la acción láser en el visible, deberemos encontrar estados excitados metaestables que tengan una vida media lo suficientemente grande como para que pueda predominar la emisión estimulada. Esto se consigue para sistemas con más de dos estados como el láser de tres niveles entre los que se encuentra el láser de rubí. En este tipo de láseres el bombeo se produce inicialmente al estado más energético de donde el sistema pasa no radiativamente a un estado metaestable que no vuelve con facilidad al fundamental. La transición al fundamental será estimulada produciendo la acción láser posteriormente. Los desarrollos posteriores llevaron a láseres de cuatro niveles en los que la inversión de población inicial es mucho más fácil al terminar en un estado no poblado de baja energía distinto del fundamental.

Espero haber aclarado los principios de la acción láser y que nuestro amigo haya pedido como deseo de cumpleaños un siglo XXI lleno de descubrimientos tan útiles como este.

Categorías:Divulgación, Física, Noticias
  1. Karlosnake
    18 mayo, 2010 a las 21:37

    Pues si es muy interesante, sabía que era un haz de luz con todos los fotones en una dirección, pero no sabía con exactitud lo que era, ni mucho menos como lo producían. Tengo entendido que se usan láseres para cortar árboles no??

  2. Dani M.
    19 mayo, 2010 a las 22:32

    Interesante el fundamento del láser, aunque he de reconocer que hay ciertos elementos que se me escapan un poco, pero bueno, es una buena explicación. ;)

    PD: gran descubrimiento, sí. ¿Qué haríamos sin los láser que nos venden los moros en las ferias para joder aleatoriamente a gente apuntándoles a los ojos desde cierta distancia? Yo no me imagino una infancia si estas cosas :)

  3. Ygrámul
    20 mayo, 2010 a las 22:28

    De hecho, el láser es uno de los inventos más fructíferos del siglo XX. Seguramente cuando, allá por el año 60, unos cuantos expertos en óptica, en cavidades resonadoras y en materiales no lineales, idearon una manera de que todas esas cosas juntas produjeran luz, no podrían haber imaginado que hoy en día su aparatejo se iba a usar para curar la miopía, o para medir la distancia entre la Tierra y la Luna, o para enfríar átomos individuales! Un invento muy notable, muy notable :-)

  1. 25 agosto, 2015 a las 04:53

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