El láser es uno de los inventos importantes de la humanidad, conocido como la "luz más brillante". En la vida diaria, a menudo podemos ver diversas aplicaciones del láser, como belleza con láser, soldadura con láser, exterminador de mosquitos con láser, etc. Hoy, comprendamos detalladamente los láseres y los principios detrás de su generación.
¿Qué es un láser?
El láser es una fuente de luz que utiliza un láser para generar un haz de luz especial. Un láser genera luz láser ingresando energía de una fuente de luz externa o fuente de energía en el material a través del proceso de radiación estimulada.
Un láser es un dispositivo óptico compuesto por un medio activo (como gas, sólido o líquido) que puede amplificar la luz y un reflector óptico. El medio activo en 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 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 largas distancias.
En tercer lugar, los láseres son luz altamente direccional con haces muy estrechos y excelente enfoque, con los que se puede 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 la clave para la generación de láser. Cuando un electrón con un nivel de energía alto 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 ese fotón. Este proceso se llama 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 pontánea
Cuando el electrón de un átomo, ion o molécula pasa de un nivel de energía alto a un nivel de energía bajo, libera fotones de una cierta cantidad de energía, lo que se denomina emisión espontánea. La emisión de dichos fotones es aleatoria y no hay coherencia entre los fotones emitidos, lo que significa que su fase, estado de polarización y dirección de propagación son todos aleatorios.
Sabsorción estimulada
Cuando un electrón con un nivel de energía bajo absorbe un fotón con una diferencia de nivel de energía igual al suyo, puede excitarse a un nivel de energía alto. Este proceso se llama 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 un espejo de reflexión total y el otro espejo es un espejo de semirreflexión, que puede permitir el paso de una parte del láser.
Los fotones en el medio láser se reflejan hacia adelante y hacia atrás entre dos espejos, y cada reflejo produce más fotones a través del proceso de radiación estimulada, logrando así la amplificación de la luz. Cuando la intensidad de la luz aumenta hasta cierto punto, se genera un láser a través de un espejo semirreflectante.
Hora de publicación: 07-dic-2023
