Me fale alguma coisa sobre o laser?

Question

Cuidado para não me darem informações erradas, atenção é fundamental.

Answer 1

A palavra LASER é a sigla de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiaton, que significa "ampliação de luz por meio da emissão estimulada de radiações".

O laser é formado por um feixe de luz coerente que se concentra numa área pequena e bem definida. Praticamente não existe dispersão - espalhamento - neste feixe luminoso, ao contrário de um lâmpada, cujos raios luminosos se espalham abrangendo grande área. Qualquer substância no interior desse raio evapora instantaneamente.

Sucintamente, o laser funciona da seguinte maneira (Figura 1): quando um átomo se excita suficientemente para alcançar a sua última camada de valência (seu estado excitado ou nível metaestável) ele deixa sua lacuna - seu lugar de origem - vazia, e ao retornar a essa lacuna (não necessariamente o mesmo elétron) emite uma radiação eletromagnética.
O intervalo de tempo em que o elétron permanece fora de sua lacuna pode variar e é esse tempo que determina a dispersão de energia, ou seja, quanto mais tempo permanece fora, menor será sua dispersão quando ele voltar.

Tipos de Laser



Existem dois tipos básicos de lasers: o de impulsos e o de emissão contínua. A diferença entre eles é que o primeiro fornece uma certa energia em um tempo muito pequeno, com uma potência extremamente alta; e o segundo, vai emitindo sua energia aos poucos, com uma intensidade muito menor.

Nos lasers a impulsos (material de estado sólido), a emissão se dá da seguinte maneira: a energia acumulada nos átomos de um rubi, por exemplo, é liberada em um tempo muito curto.

Já nos lasers de emissão contínua (material de estado gasoso) é diferente: a luz é constantemente refletida de um lado para o outro, dentro de um tubo que contém um gás. A cada passagem do feixe de luz, a intensidade aumenta um pouco (se não houver algo que absorva a luz, caso contrário a emissão se amortece).

Dentro desses tipos básicos de lasers, existem outros tipos mais específicos, que distinguem-se segundo o material ativo empregado e o tipo de excitação utilizada para desencadear o processo.

Segundo MATZNER, "...esta luz tipo laser pode ser obtida a partir de substâncias sólidas, líquidas ou gasosas, as quais podem ser estimuladas por 3 formas diferentes:

Bombardeamento ótico;
Bombardeamento por RF ou corrente contínua;
Bombardeamento de injeção de uma corrente intensa." (MATZNER, 1983, p. 22)
Nos lasers a partir de substâncias gasosas, encontra-se:

Laser atômico: é aquele que se utiliza da transição de átomos não ionizados entre diferentes níveis de energia.

Laser iônico: é aquele que funciona através da colisão de elétrons em seus átomos, com excitação por corrente continua ou Rádio Frequência (RF).

Laser molecular: é aquele em que é necessário "quebrar" a molécula do gás para que haja a emissão da luz.

Dentro dos 3 tipos de bombardeamento descritos acima, existem diversos tipos de lasers, tais como:

Laser de CO2:

O laser de CO2 é do tipo molecular. Para excitar as moléculas do gás, o dióxido é misturado com o nitrogênio e com hélio o qual aumenta sua condutividade térmica.

Como dissemos anteriormente, para que o gás emita luz, suas moléculas têm que ser quebradas e, por isso, esse gás tem que ser renovado constantemente no interior do tubo. Em outras palavras, precisamos de um fluxo contínuo de gás pois as moléculas usadas não podem ser reaproveitadas.

Laser de Argônio e Criptônio:

Segundo MATZNER, "são dois lasers iônicos, que apresentam diferença apenas na emissão de freqüências em que eles podem gerar. A corrente de ionização desses lasers varia entre 10 e 60 A. … É uma corrente de elevada densidade, pois é extremamente concentrada no interior do tubo, (cerca de 103 A/cm2).

O laser de Argônio atua em duas freqüências principais: 488nm (azul) e 514,5nm (verde). O de criptônio trabalha em 4 freqüências fundamentais: 476,2nm (azul), 520,8nm (verde), 647,1nm (vermelho) e 568,2nm (amarelo). Além disso ambos podem atuar na faixa de ultravioleta, onde são utilizados para dar "partida" em lasers de corantes sintonizáveis." (MATZNER, 1983, p. 24)

Laser a Vapor de Metal (cádmio e selênio):

Esse laser é do tipo iônico. A transição entre os níveis ionizados do vapor de metal é utilizada para obter a emissão estimulada. O vapor é obtido a partir do pré-aquecimento do metal, e a esse vapor é acrescentado um gás metaestável, no caso o hélio, que serve de estímulo através das colisões, que fazem com que haja transferência de energia e o vapor passa a emitir o raio.

Laser de YAG/Nd, Nd/vidro e rubi:

Esses lasers, de acordo com MATZNER, "utilizam cristais iônicos dopados ou bastões de vidro, que são bombardeados oticamente, através de uma ou mais lâmpadas tipo flash (de xenônio) ou com fontes contínuas de luz (lâmpadas de criptônio).

Os elementos ativos do rubi são os íons de cromo, enquanto no de YAG/Nd é o Nd o elemento dopado. Quando os fótons da lâmpada excitadora atinge o material dopado, transferem sua energia do material e ocorrem então a emissão de novos fótons, de forma semelhante ao que ocorre no laser de He-Ne (hélio-neônio)…

O laser de Nd/vidro trabalha apenas em regime pulsado, devido a baixa condutividade térmica do vidro; possui uma ampla faixa de transição de freqüência (30 à 40 nm) devido a ausência de homogeneidade nos cristais … " (MATZNER, 1983, p. 24)

Laser Químico:

Nesse laser, a emissão de energia é obtida por intermédio de reações químicas. Como sabemos, todas as reações químicas liberam energia de diversas formas. Portanto, através delas é possível formar tal laser que é considerado um dos mais potentes. A maioria desses tipos de laser emite seu raio na faixa do infravermelho, entre 1,06 e 10,6 nm.

Laser de Nitrogênio, Hidrogênio e Excimer:

Os lasers de nitrogênio são do tipo molecular. Têm como característica um raio no comprimento de onda do ultravioleta. Esses tipos (N2 e H2) apresentam um tipo de vida muito curto, conseqüentemente, só podem operar no regime pulsado.

O laser chamado Excimer consiste de átomos de um gás raro e átomos de um halogênio quimicamente instável, unidos no estado de excitação. Esses átomos (no estado de excitação) apresentam um intervalo de tempo grande para voltarem a sua lacuna - em outras palavras, tempo de vida longo - , ao contrário dos lasers de nitrogênio e hidrogênio.

Laser de Hélio-Neônio (He-Ne):

Nesse tipo de laser, o hélio tem apenas a função de auxiliar o neônio, pois apenas os átomos dele (Ne) estão diretamente envolvido na transição de níveis da camada de valência. A elevação do gás do estado de excitação não é feita diretamente pela fonte de alimentação.

Laser a Corante:

"Esses lasers atuam por bombardeamento ótico e, geralmente, dependem de outros lasers como estimuladores para atingirem a inversão de população. Esse bombardeamento pode ser pulsado ou contínuo …" (MATZNER, 1983, p. 28)

Laser a Semicondutor:

Algumas junções semicondutoras mostram grande eficiência na emissão de raio laser e geralmente são excitados por corrente elétrica, feixe de elétrons ou bombardeamento ótico.

Answer 2

Alguma coisa sobre o lase. Só que ao invés de falar, eu escrevi! Legal, né capiau?

Answer 3

Light amplification by stimulates energy radiation.

Answer 4

O Laser é um feixe de Luz coerente, ou seja: as ondas eletromagnéticas que o compõem estão em fase.

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