Cos’è il laser come funziona?

L’utilità del laser è quella di amplificare la luce tramite il processo di emissione stimolata; il laser: fu inventato nel 1953 amplificando la luce tramite un cilindro di rubino posto tra due specchi


Laser

Light Amplification by Simulated Emission of Radiation

 

Cos’è il laser:

Nel 1917 Albert Einstein teorizzò la luce laser, nella teoria della fisica quantistica inerente alle radiazioni; analizzando le leggi di Max Plank.

Nel 1928 W Rudolf Ladenburg: dimostrò l’esistenza dell’emissione stimolata e dell’assorbimento negativo.

(stimolazione ad eccitare o a calmare un sistema tramite una radiazione)

il primo laser venne costruito da Charles Hard Townes nel 1953 insieme a J P Gordon e H J Zeiger alla Columbia University.

Il primo laser concentrava l’energia elettromagnetica per la produzione di micro onde invece che onde visibili.

Il 16 maggio del 1960  Theodore Mainman dimostra il primo laser funzionante, il quale amplificava la luce tramite un cristallo di rubino producendo un raggio laser visibile con una lunghezza d’onda da 694 nm.


Funzionamento del laser:

Il laser si compone di:

Di un materiale che può assorbire ed essere attraversato dalla luce che stimolandolo: cede energia agli atomi che incontra;

mentre, eccitando suddetti atomi con un flusso di energia esterna:

la probabilità che avvenga l’emissione stimolata e l’assorbimento, è relativa alla quantità di atomi stimolati, in confronto allo stato energetico, base, dei suddetti atomi.

La stimolazione degli atomi che compongono il materiale può avvenire tramite stimolazione ottica avvolgendo il materiale attivo con una lampada;

inserendo, il meccanismo, in un involucro riflettente composto da specchi ellittici, per concentrare tutta la luce sul materiale attivo.

La stimolazione elettrica avviene: tramite la modifica di potenziale ma applicabile esclusivamente a materiali conduttori come i vapori di metalli.

La cavità ottica deve essere costituita da specchi ellittici, per riflettere:

tutta la luminosità della sorgente di stimolazione, sul materiale attivo da stimolare. La zona di uscita è semi riflettente e da questo punto:

il raggio laser viene modificato tramite lenti e specchi per raggiungere la concentrazione, l’angolazione e l’ampiezza desiderate.


Materiali attivi  per la costruzione del laser

I materiali attivi che sono stati usati  per costruire dispositivi laser sono: cristallo di rubino, gas come l’elio e il neon dal nome “maser” per produrre una raggio laser infrarosso,

anche gas come l’anidride carbonica e il moderno laser a semiconduttore o diodo laser, capace di lavorare a temperatura ambiente in continua.


Impieghi del laser

Gli impieghi possono essere molteplici in relazione alla potenza e alla frequenza del raggio laser; gli utilizzi più conosciuti del laser sono:

saldatura, evaporazione, perforazione, taglio dei materiali solidi.

Oltre a trovare impiego anche nell’analisi di sostanze chimiche, nelle misurazioni delle distanze, nelle telecomunicazioni e nei sistemi ottici di foto copiatura e stampa.

Il laser è utilizzato in medicina, e in chirurgia sfruttando la regolazione della potenza e della durata del raggio laser sull’organismo umano.

In medicina, l’energia luminosa viene trasformata in: energia termica, meccanica e chimica;

la lunghezza d’onda e la sua frequenza permettono di colpire solo il bersaglio del corpo da eliminare.

 

 

Mariagostino Costa :
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