Il LASER, acronimo di Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,
cioè amplificatore di luce basato sull'emisione stimolata della radiazione, è
stato costruito per la prima volta nel 1960 da T.H. Maiman.
Il lavoro di
ricerca teorica che ha portato alla costruzione del laser è valso il premio
Nobel per la fisica nel 1964 a C.H.Townes e altri.
La scoperta nel
1916 dell'emissione stimolata della radiazione, il fenomeno della meccanica
quantistica su cui il laser si basa, si deve a Einstein.
In sostanza possiamo chiamare raggio laser la luce emessa da un laser.
Il laser
è un dispositivo in grado di emettere una luce particolare, che, rispetto a quella emessa dalle altre sorgenti è la più monocromatica (un colore solo) e
quella che gode del maggior possibile grado di "coerenza spaziale" - tutti i
punti del fascio (raggio) luminoso oscillano in fase. Per esprimere questo difficile concetto possiamo immaginare i punti che oscillano in fase come dei rematori
che remano tutti in modo concorde, con lo stesso ritmo (numero di palate
al minuto - la stessa frequenza o colore della radiazione) e che vanno tutti al
passo, cioè ognuno immerge e ritira il remo contemporaneamente agli altri.
Nelle sorgenti di luce normali i punti possono emettere
frequenze diverse e, se anche tutti emettessero la stessa, la radiazione dei
singoli punti potrebbe essere sfasata. Le sorgenti normali di luce sono simili
a un gruppo di rematori su una barca, che remano ognuno per conto proprio...
Si può allora dire che il
laser è un generatore di luce coerente o la più corente tra tutte le possibili
sorgenti luminose.
Ne conseguono altre proprietà. Per esempio la possibilità
di focalizzare un raggio in zone estremamente piccole o di creare un fascio di
luce con alta direttività, che quindi viaggia nello spazio senza allargarsi - o
allargandosi molto poco, un raggio, appunto.
È necessario notare che il laser non è un dispositivo unico: è più corretto
parlare di una famiglia di dispositivi, basati sullo stesso pricipio, ma dalle
caratteristiche e quindi dagli impieghi completamente diversi.
Per quanto riguarda la frequenza la famiglia dei laser copre il campo che va
dai raggi x fino al lontano infrarosso. In potenza si va da
frazioni di milliwatt a decine di Kilowatt. Il funzionamento può essere
continuo o a impulsi. Nel funzionamento impulsivo ci sono dispositivi che
possono emettere impulsi della durata di
10-15
secondi (10-9
significa un miliardesimo di secondo) con potenze di 1015 Watt (109
significa un miliardo di Watt).
Si capisce quindi come a seconda dei tipi e delle prestazioni gli impieghi dei
laser siano i più svariati. Citiamo esperimenti di fisica delle alte energie,
fusione termonucleare, taglio di lamiere, impieghi fotochimici, taglio e
incisione di plastiche, arricchimento dell'uranio (cantieri, industria
automobilistica), impieghi medici e chirurgici.
Importantissimo l'uso in
oculistica fra cui citiamo la PDT o terapia fotodinamica in
grado spesso di arrestare le degenerazioni della retina. Poi abbiamo le
comunicazioni in fibra ottica, la misura a distanza di inquinanti nei fumi o in
mare o del buco dell'ozono, i lettori di DVD, quelli di codici a barre...