Quais são os diferentes tipos de lasers?
Existem três tipos de lasers: estado sólido, gás e líquido. Embora todos trabalhem de acordo com os mesmos princípios gerais, eles são diferenciados com base no meio que empregam para criar a ação do laser.
Nos lasers de estado sólido, uma corrente elétrica bombeia elétrons para o meio laser - normalmente um semicondutor - eletrões excitantes que são fixados no meio. Conduzidos a estados de energia mais alta, uma condição conhecida como inversão da população, os elétrons excitados rapidamente decaem para estados de energia mais baixa, liberando o excesso de energia como fótons. Espelhos cuidadosamente posicionados rebatem fótons, atingindo-os em ângulos de 90 graus, estimulando outros elétrons excitados a emitir fótons com comprimentos de onda idênticos, direções de propagação e polarizações; este é um processo chamado amplificação. Como os espelhos têm refletividade desigual, os fótons acabam escapando e sua saída constitui a ação do laser.
Os primeiros lasers baseados em semicondutores de estado sólido foram construídos em 1963. Antes disso, e começando com o primeiro laser já construído em 1958, os lasers de estado sólido eram baseados em isoladores, normalmente usando um meio de vidro ou cristal como rubi que foi bombeado por outro fonte de luz não laser para obter uma inversão da população. À medida que a tecnologia se desenvolveu, os lasers foram usados para bombear outros lasers. Os lasers de estado sólido têm uma variedade de aplicações médicas e industriais.
Os lasers a gás apareceram pela primeira vez em 1960. Inicialmente, eles usaram uma mistura de hélio e néon como meio, com dióxido de carbono chegando mais tarde. Nos dois casos, uma corrente elétrica de alta tensão e alta frequência cria uma descarga elétrica em um tubo que contém o gás, levando a uma inversão da população . Os lasers a gás também podem usar meios mais poderosos e voláteis, como hidrogênio e flúor - ambos são comumente encontrados no combustível de foguetes - onde a combustão dos gases atua como uma bomba. Os lasers a gás são geralmente os lasers mais poderosos e freqüentemente mencionados em conexão com aplicações militares quixóticas, também conhecidas como "raios da morte".
Os lasers líquidos empregam compostos coloridos transportados por um solvente, que são bombeados por outras fontes de luz até o ponto em que os elétrons ocupam níveis mais altos de energia. Uma grande variedade de materiais pode ser usada, incluindo cobre, cromo, corantes, sais metálicos ou até gelatina. Com um fluxo controlado de fluido passando sobre a bomba, os lasers líquidos são mais facilmente estabilizados do que outros tipos de lasers, tornando-os úteis na separação de isótopos, medição e fabricação de circuitos integrados.