Laser

Mecanismo

Um laser cria luz através de ações especiais envolvendo um material chamado "meio de ganho óptico". A energia é colocada neste material utilizando uma "bomba de energia". Esta pode ser eletricidade, outra fonte de luz, ou alguma outra fonte de energia. A energia faz com que o material entre no que é chamado de "estado excitado". Isto significa que os elétrons do material têm energia extra, e após um pouco de tempo eles perderão essa energia. Quando eles perdem a energia, liberam um fóton (uma partícula de luz). O tipo de meio de ganho óptico utilizado mudará a cor (comprimento de onda) que será produzida. A liberação de fótons é a parte "emissão estimulada de radiação" do laser.

Muitas coisas podem irradiar luz, como uma lâmpada, mas a luz não será organizada em uma direção e fase. Usando um campo elétrico para controlar como a luz é criada, esta luz agora será de um tipo, indo em uma direção. Isto é "radiação coerente".

Neste ponto, a luz ainda é fraca. Os espelhos de cada lado fazem ricochetear a luz para frente e para trás, e isto atinge outras partes do meio de ganho óptico, fazendo com que essas partes também liberem fótons, gerando mais luz ("amplificação de luz"). Quando todo o meio de ganho óptico está produzindo luz, isto se chama saturação e cria um feixe de luz muito forte em um comprimento de onda muito estreito, que chamaríamos um feixe de laser.

Projeto

A luz se move através do meio entre os dois espelhos que refletem a luz para frente e para trás entre eles. Um dos espelhos, entretanto, reflete apenas parcialmente a luz, permitindo que alguns escapem. A luz que escapa compõe o raio laser.

Este é um projeto simples; o tipo de meio de ganho óptico usado normalmente define o tipo de laser. Pode ser um cristal, exemplos são o rubi e um cristal de granada feito de ítrio e alumínio com o metal de terras raras misturado. Os gases podem ser usados para laser usando hélio, nitrogênio, dióxido de carbono, neônio ou outros. Lasers grandes e poderosos são geralmente lasers a gás. Um laser deelétron livre utiliza um feixe de elétrons e pode ser ajustado para emitir cores diferentes. Finalmente, os lasers menores usam diodos semicondutores para produzir a luz. Estes são os mais numerosos tipos, utilizados em eletrônica.

História

Albert Einstein foi o primeiro a ter a idéia de emissão estimulada que poderia produzir um laser. A partir daí, muitos anos foram passados para ver se a idéia funcionava. No início, as pessoas conseguiram fazer masers e mais tarde descobriram como fazer comprimentos de onda visíveis mais curtos. Não foi até 1959 que o nome laser foi cunhado por Gordon Gould em um trabalho de pesquisa. O primeiro laser de trabalho foi montado e operado por Theodore Maiman no Hughes Research Laboratories em 1960. Muitas pessoas começaram a trabalhar com lasers nessa época, e a questão de quem obteria a patente do laser não foi decidida até 1987 (Gould ganhou os direitos).

Aplicações

Os lasers têm encontrado muitos usos na vida cotidiana, bem como na indústria. Os lasers são encontrados em leitores de CD e DVD, onde eles lêem o código do disco que armazena uma música ou filme. Um laser é freqüentemente usado para ler os códigos de barras ou códigos SQR em coisas vendidas em uma loja, para identificar um produto e dar seu preço. Os lasers são usados na medicina, particularmente na cirurgia ocular LASIK, onde o laser é usado para reparar a forma da córnea. É usado na química com espectroscopia para identificar materiais, para descobrir de que tipo de gases, sólidos ou líquidos algo é feito. Lasers mais fortes podem ser usados para cortar metal.

Os lasers são usados para medir a distância da Lua da Terra, refletindo os refletores deixados pelas missões Apollo. Medindo o tempo que a luz leva para viajar até a Lua e voltar novamente, podemos descobrir exatamente a distância que a Lua está.

Os ponteiros laser são usados pelas pessoas para apontar para um lugar em um mapa ou diagrama. Por exemplo, os conferencistas os utilizam. Além disso, muitas pessoas gostam de brincar com os ponteiros laser. Algumas pessoas os apontaram para aeronaves. Isto é perigoso, e também é ilegal em muitos países. Pessoas têm sido presas e processadas por este crime.

Os computadores geralmente usam um mouse óptico de computador como dispositivo de entrada. Os ponteiros laser modernos são muito grandes e poderosos para este uso, portanto a maioria dos ratos usa pequenos VCSEL's, ou "lasers emissores de superfície de cavidade vertical" para este fim. Estes lasers também são usados em DVD, drives de CD-ROM e holografia.