HISTORIA
Su origen inicia en 1916 cuando Albert
Einstein estableció los fundamentos del
laser.
En 1953 Charles H. Townes y Leonard
Schawlow construyeron el primer maser.
Este dispositivo produce un haz coherente
de microondas incapaz de funcionar en
forma continua.
HISTORIA
Nicolái Básov y Alek Sandr Prójorop, obtienen un maser de luz
continua.
Townes, Básov y Prójorov, compartieron el premio novel de
física en1964. Ellos son considerados los inventores del laser, el
cual patentaron en 1960.
En 1960 Teodore H. Maiman logró construir un laser utilizando
como medio activo cristales de rubí.
En ese mismo año, Alí Javan puso a funcionar el primer laser de
gas utilizando una mezcla de Helio Neón.
En 1962 Robert Hall inventa el laser semiconductor.
HISTORIA
En 1977 se construye el primer laser de electrones libres.
En 1980 Geoffrey Prent de la Universidad de Hull registra la
primera emisión laser en el rango de los rayos x
•.
LASER : CONCEPTO
La sigla laser tiene el siguiente significado :
L ...LUZ.
A…AMPIFICACIÓN.
S…ESTIMULACIÓN.
E…EMISIÓN.
R…RADIACIÓN.
AMPLIFICACIÓN DE LUZ POR EMISIÓN ESTIMULADA POR
RADIACIÓN.
LASER : CONCEPTO
El laser se produce mediante un proceso de emisión
espontánea, emisión estimulada y de absorción.
EMISIÓN ESPONTÁNEA :
El proceso es de emisión espontánea puesto que cuando un
electrón es excitado y alcanza un nivel alto de energía , luego
decae en un tiempo de 10 segundos, volviendo después a un
nivel inferior con la emisión de un fotón, ó sea liberando la
energía adquirida anteriormente, en forma de luz.
LASER: CONCEPTO
EMISIÓN ESTIMULADA :
Se produce cuando un átomo en estado excitado recibe un
estímulo externo que lo lleva a emitir fotones y así retornar a
un estado menos excitado. El átomo excitado es golpeado por
un fotón con la energía de la transición permitida lo que hace
que el átomo emita un fotón con la misma frecuencia,
dirección y fase.
Como en éste proceso, un fotón entra y salen dos, se genera
una amplificación de luz, que Einstein predijo en 1917.
LASER : CONCEPTO
ABSORCIÓN : Proceso mediante el
cual un átomo absorbe energía y el
sistema atómico se excita a un
estado de energía más alto,
pasando un electrón al estado meta
estable.
Componentes principales
1. Medio activo para la formación del láser
2. Energía bombeada para el láser
3. Espejo reflectante al 100%
4. Espejo reflectante al 99%
5. Emisión del rayo láser
Características del laser
El láser se caracteriza por ser una luz :
Coherente con la misma frecuencia, fase y
dirección.
Unidireccional.
Monocromática.
Clasificación según su :
Medio activo.
Longitud de onda.
Densidad de potencia.
Tiempo de funcionamiento.
Clasificación según su medio activo.
Pueden ser de :
Soluciones líquidas.
Cristales.
Gases.
Electrones libres.
Semiconductores.
Láser líquido
Los medios más comunes en los láseres
líquidos son tintes orgánicos contenidos en
recipientes de vidrio. Se bombean con
lámparas de destello intensas cuando
operan por pulsos. La frecuencia de un
láser de colorante sintonizable puede
modificarse mediante un prisma situado
en la cavidad del láser
Láser de estado sólido
APLICACIONES
Láser de gas
Láser de electrones libres
Los láseres de electrones libres son fuentes
muy flexibles de la radiación coherente,
debido a su amplia gama ajustable y alto
brillo.
El mecanismo físico que produce la emisión
coherente en un láser de electrón libre, es la
interacción entre un haz electrónico
relativista y un campo magnetos tatico
Láser semiconductor
Son los más compactos. El arseniuro de galio es el
semiconductor más usado. Los láseres de
semiconductores se bombean mediante la
aplicación directa de corriente eléctrica .
Láser semiconductor bombeado
ópticamente
•Longitud de onda : 488 nm
•Potencia: 20 mW
•Aplicaciones:
Instrumentación biomédica, inspección de
semiconductores, imagen de fluorescencia,
citometría,comunicaciones, reprografía.
Clasificación según su longitud de onda
Hay láseres en la región de :
Los microondas.
Los rayos infrarrojos.
La luz visible.
Los rayos ultravioleta y
Los rayos x.
Los láseres pueden emitir radiación en
un amplio intervalo de longitudes de
onda, con potencias o energías de salida
muy variables y con una distribución
temporal que puede ser continua o en
pulsos. Además las distintas aplicaciones,
condicionan el tiempo de exposición,
que es un factor clave para determinar
el riesgo.
Clasificación según su densidad de
potencia : baja densidad de potencia y de
alta densidad de potencia.
Los de baja densidad de potencia se utilizan
para el diagnóstico y son por ejemplo de :
GaAlAs
GaAs
HeNe
También son terapéuticos cuyo efecto es
analgésico, antiinflamatorios y bioestimulante.
Clasificación según su densidad de
potencia : alta densidad de potencia.
Estos son láseres quirúrgicos utilizados en tejidos
blandos y duros como por ejemplo los de CO2 y
los de erbio (Er). Su efecto es antibacteriano.
Potencia intermedia: Láseres con potencia de
<5mW, cuya visión directa del haz es
potencialmente peligrosa. Es utilizado en algunos
escáneres láser y copiadoras láser.
Láseres con potencia: entre 5 y 500nm : Estos
son potencialmente peligrosos, si un haz directo
es mirado por el ojo no protegido, se usa en
espectrometría y en luces de espectáculos de
entretenimiento.
Potencia alta: Láseres que también
pueden producir reflexiones difusas
peligrosas (>500mW). Pueden causar
daños sobre la piel y pueden también
constituir un peligro de incendio. Su
utilización precisa una extrema
precaución.
Clasificación según el tiempo de
funcionamiento
Los láseres pueden ser :
Continuos y
Pulsados.
Láser semiconductor bombeado
ópticamente
•Longitud de onda : 488 nm
•Potencia: 20 mW
•Aplicaciones:
Instrumentación biomédica, inspección de
semiconductores, imagen de fluorescencia,
citometría,comunicaciones, reprografía.
Aplicaciones del láser
Entre las aplicaciones mas exitosas del láser en
cirugía se destacan las siguientes :
CIRUGÍA GINECOLÓGICA, Los cánceres de la
vagina y del útero se ubican mejor con un bisturí
láser que destruye las células malignas sin
provocar ningún sangrado.
La mayoría de los láseres usados en cirugía son
de bióxido de carbono.
Aplicaciones del láser en medicina
OPERACIÓN DE GARGANTA Y DEL OÍDO
La garganta y el oído son órganos muy delicados
que son susceptibles de lastimarse con la cirugía
convencional. Con el láser se pueden cortar ó
cauterizar zonas pequeñísimas de éstos órganos
sin dañar el resto.
En éste tipo de intervenciones el láser más usado
es el de argón.
Aplicaciones del láser en medicina
CiRUGÍA OFTÁLMICA
La diabetes, con el tiempo, tiene una gran
propensión a provocar una degeneración de la
retina del ojo, llamada retinopatía diabética, la
cual es la causa número uno de ceguera.
En ésta enfermedad se proliferan vasos
sanguíneos en la retina, que se rompen debido a
su fragilidad.
La función del láser de argón, es foto coagular
Aplicaciones del láser en medicina
CIRUGÍA OFTÁLMICA
El láser es un avance en la cirugía refractiva por
su rápida recuperación visual, la ausencia de
molestias y la brevedad del tratamiento
postoperatorio.
El láser corrige miopías, hipermetropía,
astigmatismo y presbicia entre otros.
Aplicaciones del láser en medicina
DESTRUCCIÓN DE ÚLCERAS HEMORÁGICAS
La observación a través del endoscopio y el láser,
es la combinación ideal para la coagulación de
las úlceras hemorrágicas.
Los láseres más usados son el de neodimio y el de
argón.
Aplicaciones del láser en medicina
CICRATIZACIÓN RÁPIDA DE HERIDAS
La exposición prolongada a la luz de un láser de
baja potencia como el de helio-neón ó el de
argón puede ayudar a la cicatrización y
endurecimiento de heridas ulcerosas pequeñas.
Aplicaciones del láser en medicina
CIRUGÍA DE TUMORES CANCEROSOS
Para ésta intervención, al paciente con cáncer se
le inyecta un colorante que ha sido seleccionado
de tal manera que sea absorbido perfectamente
por las células cancerosas
Posteriormente, se ilumina la región donde está
el tumor, con un láser de alta potencia. La luz
del láser es de tal color que es absorbido de
manera especial por las células coloreadas, es
decir, por las cancerosas, destruyendo el tejido
maligno sin afectar el tejido sano.
Aplicaciones del láser en medicina
También se aplica el láser en cirugías para :
El rejuvenecimiento facial.
Eliminación de tatuajes.
Eliminación de manchas.
La calvicie y la
Depilación.
Aplicaciones del láser en la investigación
científica
Los láseres se emplean para :
Detectar los movimientos de la corteza terrestre.
Efectuar medidas geodésicas.
Detectar contaminación atmosférica.
Medir la distancia entre la tierra y la luna.
Experimentos de relatividad.
Medir la velocidad de la luz.
Estudiar estructuras moleculares, entre otros.
Aplicaciones del láser en la industria
Una de las primeras aplicaciones del láser en la
industria fue en :
1969, se realizaron soldaduras de chapas, en la
fabricación de automóviles
1985, se fabricaron discos compactos con láseres
de baja densidad que también permiten bajar
archivos musicales del computador.
1994, en el Reino Unido se utiliza la tecnología
láser en cinemómetros para detectar
conductores con alta velocidad.
Aplicaciones del láser en comunicaciones
La luz láser puede viajar largas distancias por el
espacio exterior con una pequeña reducción de
la intensidad de la señal.
Debido a su alta frecuencia, la luz láser puede
transportar, por ejemplo 1000 veces más canales
de televisión de lo que transportan las
microondas, por lo cual resultan ideales para las
comunicaciones espaciales.
Aplicaciones del láser en comunicaciones
Se han desarrollado fibras ópticas que
transmiten luz láser para la comunicación
terrestre, en sistemas telefónicos y redes de
computadoras.
La luz láser simplifica el registro de un
holograma, a partir del cual puede construirse
una imagen tridimensional mediante un rayo
láser.