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 varias aplicaciones láser, como belleza láser, soldadura por láser, asesinos de mosquitos láser, etc. Hoy, tengamos una comprensión detallada de 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 especial de luz. Un láser genera luz lástima al ingresar energía de una fuente de luz externa o fuente de alimentación 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 los láser 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 una luz coherente, y la fase de las ondas de luz es muy consistente, lo que puede mantener una intensidad de luz relativamente estable en largas distancias.
En tercer lugar, los láseres son una luz altamente direccional con vigas muy estrechas y excelente enfoque, que puede usarse para lograr una alta resolución espacial.
Laser 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 tímada
La radiación estimulada es la clave para la generación láser. Cuando otro fotón excita un electrón en un alto nivel de energía, 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 a través del proceso de radiación estimulada, logrando así la amplificación de la luz.
Semisión pontánea
Cuando las transiciones de electrones de un átomo, ion o molécula de un alto nivel de energía a un bajo nivel de energía, libera fotones de una cierta cantidad de energía, que se llama emisión espontánea. La emisión de tales 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 aleatorias.
Sabsorción temporal
Cuando un electrón a un nivel de energía bajo absorbe un fotón con una diferencia de nivel de energía igual a la suya, puede excitarse a un alto nivel de energía. Este proceso se llama absorción estimulada.
En los láseres, una cavidad resonante compuesta por dos espejos paralelos generalmente se usa para mejorar el proceso de radiación estimulado. Un espejo es un espejo de reflexión total, y el otro espejo es un espejo semi reflexivo, que puede permitir que pase una porción del láser.
Los fotones en el medio láser se reflejan de un lado a otro entre dos espejos, y cada reflejo produce más fotones a través del proceso de radiación estimulado, 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 semi reflectante.
Tiempo de publicación: Dic-07-2023
