Como funciona o laser?

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José Eduardo
janeiro 9, 2023

No artigo anterior, vimos um tipo específico de diodo, o LED. Nesse artigo, também falaremos sobre um importante tipo de diodo, o diodo laser. Sendo assim, entenderemos como funciona o laser.

Existem vários tipos de laser. Contudo, falaremos sobre o laser semicondutor, em conformidade com os demais artigos sobre eletrônica.

Informalmente, chamamos de laser aquele dispositivo que emite um ponto de luz bem concentrado e forte, que pode chegar a longas distâncias

Fonte: Wikipédia.

Frequentemente vemos crianças brincando com lasers de baixa potência, interagindo com gatos e projetando a luz a longas distâncias. É importante notar que mesmo lasers de baixa potência têm uma intensidade luminosa muito forte, o que pode causar danos à visão se incidir diretamente na retina.

Como funciona o laser: Aplicações

O diodo laser é aplicado em diversas áreas. A principal aplicação do laser é na detecção de posição, já que o feixe luminoso é bastante forte e preciso. Em conjunto com fotodiodos, ou seja, dispositivos semicondutores que detectam luz, os lasers podem ser utilizados para detectar a posição de objetos e auxiliar na calibração de máquinas industriais.

Além disso, os lasers são muito utilizados em aparelhos de CD e DVD, onde a reflexão do seu feixe na grade de difração do DVD representa uma informação armazenada. Aparelhos de CD e DVD geralmente têm dois tipos de lasers, os leitores, que têm uma intensidade mais fraca, e os escritores, que são mais potentes e podem fazer gravações no DVD.

Conjunto óptico para CD e DVD. Fonte: Eletrônicos da China.

Outra aplicação interessante dos lasers é no leitor de código de barras. Nas estantes e caixas de supermercados, podemos ver um dispositivo que emite uma luz vermelha e nos diz o valor dos produtos. Essa luz vermelha, na verdade, é produzida por um laser. As barras pretas no código de barras não refletem a luz vermelha do laser, mas as partes brancas sim. Dessa forma, pode-se fazer uma codificação dos produtos a partir desse tipo de informação.

Leitor de código de barras. Fonte: 4Next

Além dessas aplicações mais comuns, os lasers são amplamente utilizados em pesquisas científicas, principalmente com o auxílio de fibras ópticas. As fibras ópticas têm a capacidade de direcionar a luz para onde você deseja.

Geralmente, no meio científico, os principais benefícios são as frequências específicas de radiação que o laser emite, além da propriedade geométrica interessante da emissão do feixe. Para o laser ficar colimado, ou seja, concentrado em um ponto, é necessário usar um conjunto de lentes. Mas dependendo da aplicação isso não é necessário.

Como funciona o laser: Funcionamento

O laser é um dispositivo semicondutor. Ele funciona de forma semelhante ao LED, no entanto, o espectro de comprimento de onda da radiação emitida pelo laser é ainda mais específico que no LED, com uma variação quase nula.

Espectro de emissão de diferentes fontes de luz. Observe como o espectro do laser é muito fino, ou seja, um comprimento de onda bem mais específico.

Isso significa que a luz do laser é bastante monocromática, ou seja, ela tem apenas uma cor. As luzes naturais ao nosso redor, assim como a de lâmpadas, não são monocromáticas, isto é, elas são uma composição de várias cores, logo, vários comprimentos de onda diferentes.

Assim como o LED, o material em que é feito o laser vai dizer em qual comprimento de onda principal sua radiação será emitida.

Além disso, a radiação emitida pelo laser é coerente. Isso significa que podemos concentrar em um único ponto, com auxílio de lentes. Outras fontes de luz, como LEDs e lâmpadas não são coerentes, pois não conseguimos fazer essa concentração com lentes.

A luz do sol é coerente, pois o sol está a uma distância muito grande da terra. Este fato faz com que os feixes cheguem por aqui quase paralelos, fazendo com que uma simples lupa concentre os raios em um ponto bem pequeno, de alta intensidade luminosa, semelhante aos lasers.

Conclusão

Neste artigo aprendemos sobre como funciona o laser. Este dispositivo é muito importante e sem ele nossas vidas não seriam as mesmas. Seu funcionamento é bem interessante e é possível fazer vários tipos de experimentos com ele, que serão explorados em posts futuros. Até a próxima!