Un láser es un dispositivo que emite luz mediante un proceso de amplificación óptica basado en la emisión estimulada de radiación electromagnética . La palabra "láser" es un acrónimo [1] [2] de " amplificación de luz por emisión estimulada de radiación ". [3] [4] [5] El primer láser fue construido en 1960 por Theodore H. Maiman en Hughes Research Laboratories , basado en el trabajo teórico de Charles Hard Townes y Arthur Leonard Schawlow (https://www.aps.org/publications/apsnews/200312/history.cfm ).
Un láser se diferencia de otras fuentes de luz en que emite una luz coherente . La coherencia espacial permite enfocar un láser en un lugar estrecho, lo que permite aplicaciones como el corte por láser y la litografía . La coherencia espacial también permite que un rayo láser se mantenga estrecho en grandes distancias ( colimación ), lo que permite aplicaciones como punteros láser y lidar . Los láseres también pueden tener una alta coherencia temporal , lo que les permite emitir luz con un espectro muy estrecho . Alternativamente, la coherencia temporal se puede utilizar para producir pulsos ultracortos.de luz con un espectro amplio pero duraciones tan cortas como un femtosegundo .
Los láseres se utilizan en unidades de disco óptico , impresoras láser , escáneres de códigos de barras , instrumentos de secuenciación de ADN , fibra óptica , fabricación de chips semiconductores ( fotolitografía ) y comunicación óptica en el espacio libre , cirugía láser y tratamientos de la piel, materiales de corte y soldadura , militares y legales. dispositivos de aplicación para marcar objetivos y medir el alcance y la velocidad, y en pantallas de iluminación láser para entretenimiento. También se han utilizado láseres semiconductores en azul a casi UV en lugar de diodos emisores de luz.(LED) para excitar la fluorescencia como fuente de luz blanca. Esto permite un área de emisión mucho más pequeña debido a la luminosidad mucho mayor de un láser y evita la caída que sufren los LED; tales dispositivos ya se utilizan en algunos faros de automóviles . [6] [7] [8] [9]
Los láseres se distinguen de otras fuentes de luz por su coherencia . La coherencia espacial (o transversal) se expresa típicamente a través de que la salida es un haz estrecho, que está limitado por difracción . Los rayos láser pueden enfocarse en puntos muy pequeños, logrando una irradiancia muy alta , o pueden tener una divergencia muy baja para concentrar su poder a una gran distancia. La coherencia temporal (o longitudinal) implica una onda polarizada en una sola frecuencia, cuya fase está correlacionada en una distancia relativamente grande (la longitud de coherencia ) a lo largo del haz. [11] Un haz producido por una fuente de luz térmica o incoherente tiene una amplitud y una fase instantáneas.que varían aleatoriamente con respecto al tiempo y la posición, por lo que tienen una longitud de coherencia corta.
Los láseres se caracterizan por su longitud de onda en el vacío. La mayoría de los láseres de "longitud de onda única" en realidad producen radiación en varios modos con longitudes de onda ligeramente diferentes. Aunque la coherencia temporal implica cierto grado de monocromaticidad, existen láseres que emiten un amplio espectro de luz o emiten diferentes longitudes de onda de luz simultáneamente. Algunos láseres no son de modo espacial único y tienen haces de luz que divergen más de lo requerido por el límite de difracción . Todos estos dispositivos se clasifican como "láseres" según el método de producción de luz mediante emisión estimulada. Los láseres se emplean cuando la luz de la coherencia espacial o temporal requerida no se puede producir utilizando tecnologías más simples.
El primer dispositivo que usaba amplificación por emisión estimulada operaba a frecuencias de microondas y fue denominado " maser ", un acrónimo de "amplificación de microondas por emisión estimulada de radiación". Cuando se desarrollaron dispositivos ópticos similares, se los conoció por primera vez como "máseres ópticos", hasta que "microondas" fue reemplazado por "luz" en el acrónimo. [12]