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Propiedad monocromática del láser
Aunque este significado original denota un principio de funcionamiento (aprovechamiento de la emisión estimulada de átomos o iones excitados), el término se utiliza ahora sobre todo para los dispositivos que generan luz basados en el principio del láser.
Una interpretación aún más amplia incluye los dispositivos no lineales, como los osciladores ópticos paramétricos y los láseres Raman, que también producen haces de luz parecidos a los láseres y suelen ser bombeados con un láser, pero no son propiamente láseres.
Estas propiedades, que hacen que la luz láser sea muy interesante para una serie de aplicaciones, son en gran medida consecuencia del altísimo grado de coherencia espacial y/o temporal de la radiación láser.
Antes de este trabajo experimental, Arthur Schawlow, Charles Hard Townes, Nikolay Basov y Alexander Prokhorov habían publicado trabajos teóricos pioneros sobre los principios de funcionamiento de los láseres, y el grupo de Townes había desarrollado un amplificador y oscilador de microondas (máser) en 1953.
Un oscilador láser suele constar de un resonador óptico (resonador láser, cavidad láser) por el que puede circular la luz (por ejemplo, entre dos espejos), y dentro de este resonador un medio de ganancia (por ejemplo, un cristal láser), que sirve para amplificar la luz.
Monocromaticidad del láser
La luz monocromática es una luz que contiene un solo color o longitud de onda. La luz emitida por fuentes de luz ordinarias tiene diferentes energías, frecuencias, longitudes de onda o colores. Pero la luz láser tiene una sola longitud de onda o color.
La correlación predecible de la amplitud y la fase en un punto cualquiera se llama coherencia, es decir, si dos o más ondas de la misma frecuencia están en la misma fase o tienen una diferencia de fase constante, se dice que estas ondas son coherentes por naturaleza.
En el caso de la luz convencional, la propiedad de la coherencia se da entre una fuente y su fuente virtual, mientras que en el caso del láser la propiedad de la coherencia existe entre dos o más ondas de luz. Coherencia temporal y coherencia espacial.
El rayo de luz procedente de una fuente de luz ordinaria viaja en todas las direcciones, pero la luz láser viaja en una sola dirección. Por ejemplo, la luz emitida por una linterna se propaga a 1 km de distancia. Pero la luz del láser se propaga a unos pocos centímetros de distancia, incluso si carece de un kilómetro de distancia.
Cómo funcionan los láseres
Los procesos cuánticos dominan los campos de la física atómica y molecular. El tratamiento aquí se limita a una revisión de las características de absorción, emisión y emisión estimulada que son esenciales para la comprensión de los láseres y sus aplicaciones. Las transiciones atómicas que emiten o absorben luz visible son generalmente transiciones electrónicas, que pueden ser representadas en términos de saltos de electrones entre niveles de energía atómicos cuantizados.
Obsérvese que la frecuencia que se emite cuando un electrón realiza la transición descendente es la misma que la frecuencia absorbida por este sistema de dos niveles. Esto puede generalizarse a los múltiples niveles de energía de los átomos. Los espectros de emisión de los átomos son la serie de frecuencias emitidas por esos átomos en forma gaseosa. Si estos mismos gases estuvieran fríos, la misma serie de frecuencias sería absorbida selectivamente.
La coherencia es una de las propiedades únicas de la luz láser. Surge del proceso de emisión estimulada que proporciona la amplificación. Dado que un estímulo común desencadena los eventos de emisión que proporcionan la luz amplificada, los fotones emitidos están “acompasados” y tienen una relación de fase definida entre sí. Esta coherencia se describe en términos de coherencia temporal y coherencia espacial, ambas importantes para producir la interferencia que se utiliza para producir hologramas.
Propiedades del láser wikipedia
Los láseres se clasifican en función del “medio activo” utilizado para generar el rayo láser. Este medio puede ser un sólido, un líquido o un gas. Los láseres con un medio sólido se dividen en sólidos de tipo cristalino, denominados láseres de estado sólido, y láseres de semiconductores. La siguiente tabla enumera algunos láseres típicos y las longitudes de onda que emiten.
Los láseres producen radiación electromagnética en el rango de longitudes de onda de 180 nm en el ultravioleta a 1 mm en el infrarrojo (rango que incluye la luz visible). La luz de un láser suele tener poca divergencia, es decir, no se dispersa mucho con la distancia. La luz se denomina colimada y forma un haz. Esto significa que la luz de un láser puede seguir siendo peligrosa a una gran distancia del mismo. Si el haz de un láser es continuo (denominado de onda continua o cw) la potencia de salida se mide en vatios (W) o milivatios (mW). Si el haz se produce en ráfagas cortas, el láser es pulsado y la salida puede medirse como la energía de cada pulso en julios (J). Si estos pulsos se producen a intervalos de tiempo regulares (un tren constante de pulsos), el número de pulsos por segundo (pps) se denomina tasa de repetición de pulsos. La salida de un láser pulsado también puede medirse como potencia media multiplicando la energía por pulso por la tasa de repetición de pulsos. La energía y la duración de cada pulso (la longitud del pulso) determinan la potencia máxima (potencia máxima = energía del pulso/longitud del pulso), que puede ser muy alta. Por ejemplo, un solo pulso de 1mJ con una longitud de pulso de 1 nanosegundo tendrá una potencia de pico de 1 megavatio. Por lo tanto, los láseres pulsados con pulsos de baja energía y/o bajas tasas de repetición pueden tener potencias medias bajas, pero podrían ser extremadamente peligrosos debido a la alta potencia de pico en cada pulso individual.
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