El láser, una tecnología muy versátil

El físico Albert Einstein (1879 - 1955) ya descubrió en el año 1917 cuando trabajaba como profesor en la Universidad de Berlín que podían amplificarse haces de luz completamente normales, un proceso que denominó “emisión inducida o estimulada”. El descubrimiento del que unos años después sería Premio Nobel quedaría, no obstante, guardado en un cajón todavía durante unos cuantos años. Tuvo que pasar medio siglo para que en 1968 salieran al mercado los primeros láser CO2, que permitían por primera vez la explotación industrial y comercial de la estimulación de haces de luz.

Algunos años antes, en 1960, el físico estadounidense Theodore Harold Maiman había conseguido presentar el primer láser que funcionaba. Él fue quien bautizó el invento con el nombre de “láser” (del inglés Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, amplificación de la luz mediante emisión estimulada de radiación), el término con el que todavía se le conoce hoy. Maiman, nacido en 1928, construyó un láser de rubí bombeado por una lámpara de flash y explicó su emocionante experiencia con el láser en el libro “The Laser Odyssey”. Actualmente vive en Vancouver, en la costa oeste de Canadá.

Inmediatamente después de que Theodore H. Maiman consiguiera construir un amplificador de luz de este tipo en la región del espectro visible, se inició una carrera desenfrenada y, a menudo, tempestuosa para situarse a la cabeza del desarrollo del láser. A mediados de los sesenta apareció la primera generación de láser sólidos pulsados para el mecanizado de materiales. Los primeros láser probados en laboratorio habían demostrado que con el rayo láser podían perforarse sin problemas hojas de afeitar. Éstas habían sido concebidas en un principio como dispositivos protectores del rayo, pero la casualidad hizo que acabaran demostrando las enormes posibilidades del láser en el mecanizado de materiales. A partir de ese momento, los haces de luz amplificados y estimulados en un medio activo se convirtieron en un instrumento imprescindible en el sector.

Hoy en día, el láser es un instrumento universal que se utiliza en múltiples ámbitos de nuestra vida cotidiana. Los distintos láser de estado sólido no sólo se utilizan a nivel industrial para cortar, soldar, marcar, doblar o perforar materiales, sino también en el ámbito doméstico para transmitir datos, reproducir CD o DVD o para imprimir fotografías en una impresora láser, por ejemplo. En la medicina general, el láser se utiliza principalmente para realizar diagnósticos. En oftalmología, el láser permite corregir la miopía y la hipermetropía y tratar un desprendimiento de retina posterior, entre otras patologías. En cirugía, el láser se utiliza principalmente para realizar endoscopias y como bisturí. También es extremadamente eficaz para eliminar varices, manchas hepáticas o tatuajes.

Los rayos láser nos permiten medir la tierra de forma exacta, detectar desplazamientos tectónicos y advertir de la formación de un tsunami, por ejemplo. En la construcción de túneles, el láser permite avanzar en línea recta bajo tierra, y en el supermercado los lectores láser de códigos de barras posibilitan una rápida contabilización de la compra. La policía, por su parte, también utiliza pistolas láser como radar para controlar la velocidad de los conductores.

En la realización rápida de prototipos (RP) el láser es un instrumento absolutamente imprescindible. Con el rayo láser se funde el material y se construye el prototipo, creando los primeros moldes provisionales que también pueden servir para fabricar piezas en pequeñas series.

El láser permite marcar y estampar piezas de plástico, grabar rodillos de imprenta y realizar controles de calidad de piezas moldeadas, piezas que posteriormente se trasladan al almacén por medio de un sistema de transporte automático guiado, naturalmente, por láser.

El láser de rubí desarrollado por Maiman, un láser de estado sólido, constituyó el pistoletazo de salida para la exitosa carrera del láser. Al láser de Maiman le siguieron los láser de gas, los láser semiconductores y, finalmente, los láser de diodo. El corazón de cualquier láser es el medio activo, que recibe energía, generalmente energía luminosa, de una fuente de luz intensa, lo que se denomina bombeo óptico. Los átomos del medio activo emiten esta energía en forma de luz coherente, es decir, ondas luminosas que están en fase tanto en el tiempo como en el espacio. Dos espejos se encargan de reflejar la luz varias veces en la cavidad óptica antes de que salga proyectada en forma de rayo láser de uno de los espejos, parcialmente reflectante, para ser utilizada de distintas maneras.

En el caso del láser de dióxido de carbono (CO2), ampliamente utilizado todavía hoy, el medio activo se genera a partir de una descarga en efluvio en una mezcla de helio, nitrógeno y carbono. El láser de Nd:YAG, también muy común, responde a otro principio de funcionamiento: en este láser de estado sólido de primera generación, el medio activo consiste en una barra cristalina compuesta por los elementos químicos ytrio, aluminio y granate (YAG) y dopada con neodimio. A finales de los años ochenta del siglo pasado, la tecnología de semiconductores permitió finalmente construir y comercializar sistemas de láser de diodos altamente activos y con una vida útil cada vez más larga.