Este documento describe los diferentes tipos de láseres, incluyendo láseres de rubí, helio-neón, argón ionizado, CO2, semiconductores y de electrones libres. También explica brevemente la estructura básica de un láser y sus aplicaciones principales en los campos industrial, médico, odontológico y dermatológico.

1. ESCUELA PREPARATORIA OFICIAL No. 78
ENERO DE 2013
PRODUCTO TECNOLÓGICO
EVALUACION COMPLEMENTARIA DE FÍSICA III
INTEGRANTES DEL EQUIPO
María Paula Rodríguez Osorio
María Leticia Hernández Osorio
María de la Luz Bautista Terán
Mónica Ocampo salgado
Deniss Salgado Pérez
EL LASER

2. Definición
Un láser (de la sigla inglesa light amplification by stimulated emission of
radiation, amplificación de luz por emisión estimulada de radiación) es un
dispositivo que utiliza un efecto de la mecánica cuántica, la emisión
inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente de un medio
adecuado y con el tamaño, la forma y la pureza controlados.

3. Tipos de Láseres
Existen numerosos tipos de láseres que se pueden clasificar de muy diversas formas
siendo la más común la que se refiere a su medio activo o conjunto de átomos o
moléculas que pueden excitarse de manera que se crea una situación de inversión de
población obteniéndose radiación electromagnética mediante emisión estimulada.
Los cuales a continuación se presentan.

4. El láser de Rubí
Fue el primer láser y que construido por Theodore Maiman en 1960, quien usó
como medio activo un cristal de rubí sintético. El rubí es una piedra preciosa
formada por cristales de óxido de aluminio Al2O3, que contiene una pequeña
concentración de alrededor de 0.05% de impurezas de óxido de cromo Cr2O3 (el
óxido de aluminio puro, Al2O3, se llama zafiro). La presencia del óxido de cromo
hace que el transparente cristal puro de óxido de aluminio se torne rosado y llegue
a ser hasta rojizo si la concentración de óxido de cromo aumenta. La forma
geométrica típica que adopta el rubí usado en un láser es la de unas barras
cilíndricas de 1 a 15 mm de radio y algunos centímetros de largo.. 3)

5. Láser de Helio-Neón
Fue el primer láser de gas que se construyó. Actualmente sigue
siendo muy útil y se emplea con mucha frecuencia. Los centros
activos de este láser son los átomos de neón, pero la excitación de
éstos se realiza a través de los átomos de helio. Una mezcla típica de
He-Ne para estos láseres contiene siete partes de helio por una parte
de neón.

6. El láser de Argón ionizado
Las transiciones radiactivas entre niveles altamente excitados de
gases nobles se conocen desde hace largo tiempo, y la oscilación
láser en este medio activo data desde la década de los sesenta.
Entre estos láseres, el de argón ionizado es el que más se
utiliza, debido a sus intensas líneas de emisión en la región azul-
verde del espectro electromagnético y a la relativa alta potencia
continua que se puede obtener de él.

7. Láseres de CO2
Es el ejemplo más importante de los láseres moleculares. El medio
activo en este láser es una mezcla de bióxido de carbono
(CO2), nitrógeno (N2) y helio (He), aunque las transiciones láser se
llevan a cabo en los niveles energéticos del CO2. Como en seguida
veremos, el N2 y el He son importantes para los procesos de
excitación y desexcitación de la molécula de CO2.

8. Láser de gas dinámico de CO2
En el láser de gas dinámico la radiación láser es producida al enfriar
rápidamente una mezcla de gas precalentado que fluye a lo largo de una
tobera hasta la cavidad del resonador. Por las altas potencias que es capaz de
proporcionar se ha convertido en una importante alternativa para ciertas
aplicaciones industriales.

9. Láser de soluciones líquidas orgánicas
El medio activo en este tipo de láseres está compuesto por líquidos en los
que se han disuelto compuestos orgánicos, entendidos estos últimos cómo
los hidrocarburos y sus derivados. Estos láseres son bombeados ópticamente
y como en seguida veremos, una de sus más importantes características
radica en que pueden emitir radiación láser en anchas bandas de longitud
de onda, es decir que son "sintonizables".

10. Láseres de semiconductores
Los láseres de semiconductores son los láseres más eficientes, baratos y
pequeños que es posible obtener en la actualidad. Desde su invención en
1962 se han mantenido como líderes en muchas aplicaciones científico-
tecnológicas y su continua producción masiva nos da un inicio de que esta
situación se prolongará por mucho tiempo.

11. Láser de electrones libres
Un láser basado en la emisión de radiación estimulada por electrones libres no tiene
las limitaciones propias de los láseres anteriormente vistos, pues los electrones libres
no están sujetos a la existencia de transiciones energéticas particulares y por lo tanto
pueden generar radiación electromagnética en cualquier longitud de onda del
espectro. Este tipo de láseres utilizan como medio activo un haz de electrones que se
mueve con velocidades cercanas a la de la luz. Debido a esto se le llama haz relativista
de electrones. Podemos describir un láser de electrones libres como un instrumento
que convierte la energía cinética de un haz relativista de electrones en radiación láser.

12. Estructura de un laser
El láser está formado por un núcleo, que suele tener forma alargada, donde se generan los
fotones. El núcleo puede ser una estructura cristalina, por ejemplo rubí, o un tubo de vidrio
que contiene gases, por lo general dióxido de carbono o la mezcla helio-neón. En cualquier
caso, son materiales que poseen electrones fácilmente excitables y que no emiten
inmediatamente de forma espontánea, sino que pueden quedar excitados durante un tiempo
mínimo.
Es precisamente este pequeño intervalo de tiempo el que se necesita para que los electrones
produzcan emisión estimulada, no espontánea.
Junto al núcleo se halla el excitador, un elemento capaz de provocar la excitación de
electrones del material que se halla en el núcleo, a partir de una lámpara de destellos —que
provoca un flash semejante al de una cámara fotográfica— o de dos electrodos que producen
una des-carga eléctrica de alta tensión.

13. El tercer componente del láser son dos espejos paralelos emplazados en los extremos
del núcleo. Uno de ellos es reflectante, mientras el segundo es semirreflectante, es
decir, permite el paso de una parte de la luz que le llega.
Cuando se verifica la excitación, gran cantidad de electrones pasan al estado excitado
y, una gran mayoría, permanece en dicha situación durante un determinado intervalo
de tiempo. No obstante, algunos realizan una emisión espontánea, 1 generando
fotones que se desplazan en todas direcciones. Aunque en su mayoría se pierden por
los laterales donde no hay espejos, un pequeño número rebota entre ellos y pasa por
el interior del núcleo, que es transparente. Al pasar por el núcleo, provocan la emisión
estimulada de nuevos fotones en la misma dirección. Estos nuevos fotones rebotan
también en los espejos, originando, a su vez, la emisión de más fotones, y así
sucesivamente. Puesto que uno de los espejos es semirreflectante, una parte de los
fotones, en lugar de rebotar, escapa, formando una especie de chorro muy fino: es el
rayo láser visible.

15. Aplicaciones del laser
Industrial
En el cortado, guiado de maquinaria y robots de fabricación, mediciones de
distancias precisas mediante láser. Los haces enfocados pueden
calentar, fundir o vaporizar materiales de forma precisa. Por ejemplo, los
láseres se usan para taladrar diamantes, modelar máquinas
herramientas, recortar componentes microelectrónicos, calentar chips
semiconductores, cortar patrones de moda, sintetizar nuevos materiales o
intentar inducir la fusión nuclear controlada . El potente y breve pulso
producido por un láser también hace posibles fotografías de alta velocidad
con un tiempo de exposición de algunas billonésimas de segundo. En la
construcción de carreteras y edificios se utilizan láseres para alinear las
estructuras.
Oftalmología
Es usado para hacer corte de membranas secundarias, glaucoma, retinopatía
diabética, desprendimiento de retina, edema macular, vitrectomía, cirugía
refractiva.

16. Dermatología
Constituye un arma efectiva en la terapia de algunas enfermedades específicas de
la piel, que con el correr del tiempo han mejorado su efectividad.
El láser puede ser usado para retirar tumores benignos, superficiales y no
susceptibles de malignizarse, como léntigos simples, léntigos solares, queratosis
seborreicas, verrugas vulgares, xantelasmas, pequeños quistes de retención
epidérmica, adenomas sebáceos, rinofima, papilomas plantares, condilomas no
sensibles a tratamiento tópicos, tricoepiteliomas, siringomas, nevus
epidérmicos], neurofibromas, quistes mixoides digitales, molusco
contagioso, rinoescleroma, hidradenitis supurativa. También se ha reportado éxito
en vesícula de goma azul, perifoliculitis de la cabeza, hiperplasia
angiolinfoide, tumores glómicos, cromomicosis, lesiones orales benignas y
premalignas, blastomicosis, prurito vulvar
psoriasis, poroqueratosis, condrodermatitis nodular, balanitis xerótica
obliterante, lupus eritematoso discoide, balanitis de Zoon, pápulas perladas del
pene, vitiligo estable.
En el campo de la Dermatología los láser son cada vez más
utilizados, constituyendo una buena alternativa de tratamiento a la vez que la
única opción en algunas patologías. La indicación del tipo de láser a ser usado en
determinado paciente dependerá del criterio profesional. Éste debe ser informado
de los beneficios y riesgos del tratamiento.

17. Odontología
Algunos de los procedimientos posibles con el laser son: Eliminación de caries. Puede
usarse prácticamente en todos los tipos de perforaciones dentales, siempre que no
sean muy profundas.
El actual láser dental es rayo altamente enfocado que viaja a través de fibra óptica a una
pieza manipulable parecida a la convencional, misma que el especialista dirige dentro
de la cavidad bucal.
En la endodoncia, en este caso, el láser se utiliza para secar y esterilizar el conducto
antes de la obturación (rellenado), lo que garantiza el aumento en el porcentaje de
éxito. En el blanqueamiento dental. El láser dental también está indicado para la
eliminación de aftas, corte de frenillo y gingivitis

18. Fuentes bibliográficas y cibergráficas
Física General de Héctor Pérez Montiel
http://www.cienciapopular.com/n/Tecnologia/Laser/Laser.php
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/105/htm/ellaser.ht
m
http://www.todo-ciencia.com/quimica/
http://www.portalplanetasedna.com.ar/laser.htm

19. Se recomienda ver el siguiente video:
http://www.youtube.com/watch?v=idO7i5N2G5Q