O laser é um dispositivo que funciona a partir da emissão estimulada de radiação. Suas principais características são luz monocromática, coerente e colimada.
Laser é a abreviatura utilizada para representar o termo em inglês “Light Amplification by stimulated emission of radiation”, que pode ser traduzido para o nosso idioma como “Amplificação da luz por emissão estimulada de radiação”.
Trata-se de um dispositivo que produz ondas eletromagnéticas, ou seja, luz, com características específicas. As características da luz do laser são as seguintes:
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Monocromática: significa que ela possui somente um comprimento de onda bem definido e, consequentemente, apenas uma cor;
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Coerente: as ondas eletromagnéticas produzidas pelo laser estão todas em fase;
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Colimada: existe pouca divergência entre os raios de luz produzidos pelo laser, sendo eles praticamente paralelos. Isso faz com que essa luz consiga propagar-se em grandes distâncias sem perder potência.
Funcionamento do laser
O primeiro laser surgiu no ano de 1960, sendo o seu funcionamento baseado na teoria de Einstein e Planck, que afirmava que a luz era formada por “pacotes de energia” denominados fótons.
Os átomos são formados por prótons, nêutrons e elétrons, sendo que os elétrons ficam localizados na eletrosfera ao redor do núcleo. Cada elétron ocupa um nível de energia específico na eletrosfera. Quando, no estado fundamental, a energia do elétron é igual a zero (E0), se o átomo receber energia de alguma fonte, isso fará com que ele passe para um nível de maior energia (EX), chamado estado excitado. Porém, se perder energia, o elétron tenderá a migrar para um nível de menor energia, emitindo fótons.
Existem três processos nos quais o elétron pode passar de um nível de energia para outro, são eles:
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Absorção: quando um elétron em seu estado fundamental de energia é submetido a uma radiação eletromagnética e absorve fótons, passando para um estado excitado;
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Emissão espontânea: ocorre quando o átomo encontra-se em seu estado excitado de energia e não é submetido a nenhuma energia. Depois de certo tempo, o elétron passa para o estado fundamental espontaneamente, emitindo um fóton;
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Emissão estimulada: também ocorre quando o elétron está em um estado excitado e é submetido à radiação eletromagnética, ou seja, fótons. Um fóton de energia estimula o átomo ao passar para o estado fundamental emitindo outro fóton.
O laser funciona quando recebe energia suficiente para excitar uma quantidade de elétrons de um material para um nível de energia superior até que haja mais elétrons excitados do que no estado fundamental.
Quando isso ocorre, esses elétrons são estimulados a emitir seus fótons, iniciando assim um efeito em cascata: o fóton emitido estimula o seguinte a emitir outro fóton e assim sucessivamente. Isso vai amplificando a emissão de feixes de luz com comprimento de onda bem definido.
Atualmente, os lasers têm diversas aplicações. Os lasers maiores são utilizados em pesquisas de fusão nuclear na astronomia para medir grandes distâncias e também em aplicações militares.
Os lasers menores podem ser utilizados na leitura de código de barras, leitura de CDs e DVDs, pequenas cirurgias, corte de tecidos, entre outros.