Imagem: O laser, descrito em 1917 por Albert Einstein (1879-1955), é azul, verde ou vermelho, ou seja, composto de uma única cor, sendo todas as demais cores sutis misturas de cores.
Em 1960, o físico americano Théodore Maiman (1927-2007) obteve pela primeira vez uma emissão de laser por meio de um cristal de rubi.
Luz azul, verde ou vermelha
Luz natural ou artificial (luz luz do dia, lâmpada incandescente, LED, etc.) é uma luz composta pela superposição de todas as cores, ou seja, uma onda eletromagnética caótica que se propaga em todas as direções. Não é uma onda com um comprimento regular e consistente, mas sim uma ondulação confusa na superfície da água.
A luz laser (emissão de radiação estimulada por amplificação de luz) é uma luz natural sem todas as cores, exceto uma.
Embora seja possível fabricar lasers de várias cores e indo em várias direções, o laser mais popular e eficiente é o laser monocromático e unidirecional. A luz do laser pode ser azul, verde ou vermelha, ou seja, composta por uma única cor (cor primária), todas as outras cores são misturas de cores (cores secundárias). Ex: a cenoura absorve o azul, sua cor é, portanto, uma mistura sutil de todas as cores, exceto o azul.
É a duração do ciclo óptico (período e frequência) que determina a cor da radiação laser.
A luz laser é simples e pode viajar em linha reta sem distorção por distâncias muito grandes, desde que seja amplificada. A imagem que podemos reter de uma luz laser em comparação com a luz natural é a de um regimento marchando em passo diferente de uma multidão que se move em desordem.
A luz estimulada é uma amplificação obtida pela emissão de dois fótons a partir da energia de um único fóton. Assim, a luz do laser será estimulada de forma a ser facilmente manipulada. Graças aos espelhos, podemos propagá-lo onde quisermos, até onde quisermos e aumentar a potência como quisermos. Exemplos notáveis são as estrelas guia de laser usadas para ajustar observações astronômicas ou o laser megajoule mais poderoso do mundo para testar a fusão nuclear.
N.B.: De acordo com as equações de James Clerk Maxwell (1831-1879), a luz é uma onda transversal eletromagnética autopropagada com componentes elétricos e magnéticos onde os campos elétrico e magnético oscilam em ângulos retos entre si e se propagam perpendicularmente para a direção em que se movem indefinidamente, a menos que sejam absorvidos pelo material intermediário.
Em outras palavras, cada tipo de campo - elétrico e magnético - gera o outro para propagar toda a estrutura composta no espaço vazio à velocidade finita da luz.
Usos da luz laser
Imagem: Nuvem eletrônica obtida com laser de attossegundo. Vemos aqui a estrutura característica do orbital da molécula de nitrogênio N2. A primeira imagem é a imagem calculada, a segunda é a imagem reconstruída experimentalmente e a terceira imagem é reconstruída teoricamente.
A luz laser não é usada apenas para decoração de salas de espetáculos.
Os usos do laser são numerosos, são inclusive a marca do nosso tempo. Eles variam do diodo de ultra baixa potência (0,000001 watt) encontrado em drives óticos ao laser megajoule (1015 watts) projetado para experimentar a fusão nuclear controlada.
Na verdade, a luz laser invadiu nossa vida diária. Pode ser encontrada em supermercados (leitura de código de barras), em TI (DVD, Blu-ray, leitura de impressora a laser), em transporte de informação (fibra óptica), em medições de precisão em física (distância Terra / Lua, fotografia de átomo), na indústria ( telêmetro a laser, radar, corte a laser, soldagem, gravura), na medicina (cirurgia ocular, dermatologia, bisturi a laser), na defesa (simulação de arma nuclear), na pesquisa (fusão plasma controlado), em astronomia (telemetria de laser em satélites, óptica adaptativa com estrela guia de laser).
Lasers invisíveis coerentes também são produzidos a partir de microondas (maser) usados em particular em interferometria, metrologia e em relógios atômicos.
Para aumentar a potência, também são produzidos lasers pulsados. Os lasers pulsados emitem luz intermitentemente. Eles são usados para observar fenômenos físicos que se movem muito rapidamente. Na verdade, quando pulsamos um flash ultracurto de luz, podemos capturar uma imagem ultrarrápida de um objeto ultrarrápido. O laser de femtossegundo é utilizado como estroboscópio, a fim de obter imagens fotográficas com um tempo de exposição extremamente curto. Para isso é necessário acender muito intensamente.
A vantagem que temos com o laser é que podemos concentrar a luz e aumentar sua potência em um período de tempo extremamente curto, quanto menor a duração, maior a potência.
Em um attosegundo (10-18 segundos), a luz viaja pelo diâmetro de um átomo, enquanto em um segundo ela viaja a distância Terra/Lua. Essa duração ultracurta é adaptada aos movimentos das moléculas da matéria e até mesmo aos movimentos dos elétrons nos átomos. Com o laser de femtossegundo, podemos atingir altas potências de pico (até 100 joules por pulso) como em grandes sistemas de petawatt. Várias aplicações fazem uso de todas ou partes dessas propriedades únicas da luz (pesquisa, indústria, campo biomédico). Com o laser de attossegundo, podemos fotografar as nuvens eletrônicas ao redor de seus núcleos atômicos. Ao moldar os pulsos de luz que são ultracurtos e intensos, podemos entrar no âmago da matéria.