Lista de aplicaciones láser

La mayoría de los láseres son fuentes de luz intrínsecamente puras; emiten luz casi monocromática con un rango de longitudes de onda muy bien definido . Mediante un diseño cuidadoso de los componentes del láser, la pureza de la luz láser (medida como el " ancho de línea ") puede mejorarse más que la de cualquier otra fuente de luz. Esto convierte al láser en una fuente muy útil para la espectroscopia . La alta intensidad de luz que se puede lograr en un haz pequeño y bien colimado también puede utilizarse para inducir un efecto óptico no lineal en una muestra, lo que posibilita técnicas como la espectroscopia Raman . Otras técnicas espectroscópicas basadas en láseres pueden utilizarse para crear detectores extremadamente sensibles de diversas moléculas, capaces de medir concentraciones moleculares del orden de partes por 10¹² ⁽ ppt). Debido a las altas densidades de potencia que pueden alcanzar los láseres, es posible la emisión atómica inducida por el haz: esta técnica se denomina espectroscopia de ruptura inducida por láser (LIBS).

El tratamiento térmico con láser permite un endurecimiento superficial selectivo contra el desgaste con mínima o nula deformación del componente. Dado que esto elimina gran parte del retrabajo de piezas que se realiza actualmente, el costo de capital del sistema láser se recupera en poco tiempo. También se ha desarrollado un recubrimiento inerte y absorbente para el tratamiento térmico con láser que elimina los humos generados por los recubrimientos de pintura convencionales durante el proceso de tratamiento térmico con haces láser _de CO₂ .

Un factor crucial para el éxito de un tratamiento térmico es el control de la irradiancia del haz láser sobre la superficie de la pieza. La distribución óptima de la irradiancia viene determinada por la termodinámica de la interacción láser-material y por la geometría de la pieza.

Por lo general, las irradiancias entre 500 y 5000 W/cm² cumplen con las restricciones termodinámicas y permiten un calentamiento superficial rápido con una mínima entrada de calor total. Para tratamientos térmicos generales, un haz cuadrado o rectangular uniforme es una de las mejores opciones. Para algunas aplicaciones especiales o aquellas en las que el tratamiento térmico se realiza en un borde o esquina de la pieza, puede ser preferible que la irradiancia disminuya cerca del borde para evitar la fusión.

Las investigaciones demuestran que los científicos podrían algún día inducir lluvias y tormentas eléctricas (así como micromanipular otros fenómenos meteorológicos) utilizando láseres de alta energía . Este avance podría erradicar las sequías , ayudar a mitigar las catástrofes meteorológicas y destinar recursos climáticos a las zonas necesitadas. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

Cuando los astronautas del programa Apolo visitaron la Luna, instalaron conjuntos de retrorreflectores para hacer posible el Experimento de Medición Láser Lunar . Los haces láser se enfocan mediante grandes telescopios terrestres dirigidos hacia los conjuntos, y se mide el tiempo que tarda el haz en reflejarse de vuelta a la Tierra para determinar con gran precisión la distancia entre la Tierra y la Luna.

Algunos sistemas láser, mediante el proceso de bloqueo de modos , pueden producir pulsos de luz extremadamente breves, de tan solo picosegundos o femtosegundos (10⁻¹² ^- 10⁻¹⁵ ^segundos ). Estos pulsos se pueden utilizar para iniciar y analizar reacciones químicas, una técnica conocida como fotoquímica . Los pulsos cortos permiten estudiar el proceso de reacción con una resolución temporal muy alta, lo que posibilita la detección de moléculas intermedias de corta duración. Este método es particularmente útil en bioquímica , donde se emplea para analizar detalles del plegamiento y la función de las proteínas.

Los escáneres láser de códigos de barras son ideales para aplicaciones que requieren la lectura a alta velocidad de códigos lineales o símbolos apilados.

Una técnica que ha tenido éxito recientemente es el enfriamiento láser . Este método consiste en el atrapamiento de átomos , confinando varios átomos en una disposición especial de campos eléctricos y magnéticos . Al iluminar los iones o átomos con longitudes de onda específicas, se ralentiza su movimiento, enfriándolos . A medida que este proceso continúa, todos se ralentizan y alcanzan el mismo nivel de energía, formando una disposición inusual de la materia conocida como condensado de Bose-Einstein .

Algunos de los sistemas de láseres y amplificadores ópticos múltiples más potentes y complejos del mundo se utilizan para producir pulsos de luz de intensidad extremadamente alta y duración extremadamente corta, por ejemplo, en el Laboratorio de Energía Láser , la Instalación Nacional de Ignición , GEKKO XII , el láser Nike , el Láser Mégajoule y HiPER . Estos pulsos se organizan de tal manera que impactan simultáneamente en pastillas de tritio - deuterio desde todas las direcciones, con la esperanza de que el efecto de compresión de los impactos induzca la fusión atómica en las pastillas. Esta técnica, conocida como " fusión por confinamiento inercial ", hasta ahora no ha logrado alcanzar el punto de equilibrio, es decir, hasta ahora la reacción de fusión genera menos energía de la que se utiliza para alimentar los láseres; sin embargo, los experimentos en la Instalación Nacional de Ignición lograron demostrar reacciones de fusión que generan más energía de la contenida en los láseres que impulsan la reacción. ^{[ 6 ]}

Los potentes láseres que producen pulsos láser ultracortos (de decenas de femtosegundos) y ultraintensos ( hasta ^10²³ W/cm² ⁾ ofrecen gradientes de aceleración mucho mayores que los de los aceleradores convencionales . Este hecho se aprovecha en varias técnicas de aceleración de plasma utilizadas para acelerar tanto electrones como iones cargados a altas energías.

La microscopía confocal de barrido láser y la microscopía de excitación de dos fotones utilizan láseres para obtener imágenes nítidas de muestras gruesas a diferentes profundidades. La microdisección por captura láser utiliza láseres para obtener poblaciones celulares específicas de una sección de tejido bajo visualización microscópica.

Otras técnicas de microscopía láser incluyen la microscopía armónica, la microscopía de mezcla de cuatro ondas ^{[ 7 ]} y la microscopía interferométrica. ^{[ 8 ]}

Un arma láser es un arma de energía dirigida basada en láseres .

Las aplicaciones de contramedidas defensivas abarcan desde contramedidas infrarrojas compactas y de baja potencia hasta sistemas láser aerotransportados de alta potencia. Los sistemas de contramedidas infrarrojas utilizan láseres para confundir los sensores de los misiles guiados por infrarrojos .

Algunas armas simplemente utilizan un láser para desorientar a una persona. Una de esas armas es el láser óptico verde Thales Warner . ^{[ 9 ]}

El guiado láser es una técnica que consiste en dirigir un misil u otro proyectil o vehículo hacia un objetivo mediante un rayo láser.

Otro uso militar de los láseres es como designadores de objetivos láser . Se trata de un puntero láser de baja potencia que se utiliza para señalar un objetivo a una munición guiada de precisión , generalmente lanzada desde una aeronave. La munición guiada ajusta su trayectoria para dirigirse hacia la luz láser reflejada por el objetivo, lo que permite una gran precisión en el apuntado. El haz del designador de objetivos láser se ajusta a una frecuencia de pulso que coincide con la de la munición guiada para asegurar que las municiones alcancen sus objetivos designados y no sigan otros haces láser que puedan estar en uso en la zona. El designador láser puede ser apuntado al objetivo por una aeronave o por infantería cercana. Los láseres utilizados para este propósito suelen ser láseres infrarrojos , por lo que el enemigo no puede detectar fácilmente la luz láser de guía.

• Los espectáculos de luces láser acompañan a muchos conciertos de música.
• Laser tag
• Arpa láser : un instrumento musical en el que las cuerdas se sustituyen por rayos láser.
• Como fuente de luz para proyectores de cine digital ^{[ 16 ]}