¿Cómo funciona un láser?

  El uso del láser inevitablemente nos recrea una escena futurista de ciencia ficción y de alto desarrollo tecnológico, al menos eso me pasa a mi. Probablemente, esto se debe a que figura en numerosas películas icónicas de este tipo, como pueden ser Star Wars o Star Trek, y con algo de imaginación, la idea nos viene de inmediato.

  Pero en la realidad, un amplio número de múltiples aparatos, electrodomésticos y dispositivos electrónicos que vemos o que utilizamos a diario, funcionan con láser. Detrás de su funcionamiento hay un mundo tan interesante y sorprendente como el de cualquiera de las películas que mencionaba. ¿Alguna vez te has preguntado cómo funciona un láser?

  Como de costumbre, comencemos por lo más simple. Básicamente, un láser es un dispositivo capaz de emitir un haz de luz muy potente. El término láser, en sí, proviene de la sigla en inglés LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), cuya traducción en español significa Amplificación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación. Se trata de un dispositivo utilizado para concentrar la luz en un haz estrecho, a través del cual puede emitirse ese haz concentrado y delgado de forma coherente, con suma eficacia.

  La luz que se emite desde este dispositivo se irradia de forma distinta a la que normalmente se irradia desde los átomos, que lo hacen de forma aleatoria y sin coherencia. Es decir, los átomos irradian un gran revoltijo de fotones que se dispersan en todos los sentidos, sin uno determinado, mientras que el láser, por decirlo de algún modo, los concentra y los direcciona.

  Estas características hacen que el láser nos resulte muy útil para nuestras tecnologías y desde que se utilizó por primera vez, en 1960, hasta nuestros días, el láser es uno de los grandes desarrollos tecnológicos de los últimos años. 

  Actualmente, existen dispositivos láser en todos los tamaños y se emplean en toda amplia variedad de ámbitos. Se los utiliza en el mundo de la informática y por ejemplo en reproductores de audio o vídeo (como los lectores láser de CD y DVD), en varias aplicaciones científicas y militares o en la construcción, entre otras. Sin embargo, y sin lugar a dudas, uno de los mayores beneficios que esta invención nos ha brindado es su uso en la medicina, especialmente en las operaciones oculares y en las cirugías con láser.

  Ahora bien, ¿cómo funciona un láser? De acuerdo, un dispositivo láser utiliza un efecto de la mecánica cuántica para poder generar ese haz de luz con tamaño, forma y dirección controlada. Los rayos de luz en su estado normal, como cuando provienen del Sol, viajan en forma radial con respecto a su fuente y disminuyen con la distancia. Un láser, en cambio, es una fuente lumínica que viaja en forma paralela y su energía prácticamente no disminuye con la distancia.

  El fenómeno de emisión estimulada por radiación fue enunciado nada menos que por el gran Einstein ya en 1916 y constituye la base de la tecnología empleada en la fabricación de los dispositivos láser. El mecanismo utiliza la excitación de una onda estacionaria entre dos espejos, uno opaco y otro translúcido. Como resultado se origina una onda luminosa que rebota en los espejos, al mismo tiempo que escapa por el espejo translúcido.

  El láser está formado por un núcleo que suele ser de forma alargada, puede ser una estructura cristalina (hecha por ejemplo de rubí) o un tubo de vidrio que contiene gas. Junto al núcleo esta el excitador, el encargado de provocar la excitación lumínica de los electrones que se encuentran dentro del núcleo y el tercer componente de un láser son los espejos paralelos, que son colocados en ambos extremos del núcleo. Uno de ellos es semi-reflectante lo que permite el paso parcial de la luz, por donde sale el haz de luz de un láser.

  En los comienzos, se pensaba que el material para la emisión de luz original dentro del láser debía ser un gas. Posteriormente se comenzó a usar cristales sintéticos de rubí y actualmente las últimas investigaciones se dirigen hacia el desarrollo de un láser de rayos X. Aquí la fuente de energía tendría su origen en la energía nuclear.