Il principio del funzionamento del laser

Il laser è un affascinante raggio di fotoni in grado di fare tante cose. Taglia i metalli e legge dispositivi ottici, rimuove tessuti malati e ripulisce le ferite, ridona la vista ai miopi e aiuta a stampare documenti. Gran parte dei materiali che ci circondano hanno avuto a che fare con il laser o possediamo strumenti che lo utilizzano come funzionalità primaria per espletare un determinato compito. Il raggio magico, come è stato chiamato, rappresenta indubbiamente uno dei grandi successi dell’era tecnologica.

L’idea del laser è molto semplice: concentrare in un unico punto la luce, normalmente dispersa in fotoni e onde, per realizzare un fascio estremamente potente. Facile a dirsi, ma per poterlo realizzare è necessario usare dei particolari sistemi di convezione. I laser sono comunque molto di più che semplici raggi di luce. La differenza con un raggio di luce tradizionale è enorme, in quanto presuppone che un raggio di fotoni si aggiunga – uno dopo l’altro – mantenendo comunque uno spessore accettabile che permette tagli e interventi di precisione (tanto che in sala operatoria il fascio di laser è un bisturi).

Il laser è differente dal semplice raggio di luce. Là dove essa si sostanzia in un raggio bianco, che è formato sostanzialmente dal mix di colori principali a diverse frequenze, il laser invece impiega una luce monocromatica, che ha una specifica frequenza e uno specifico colore (spesso rosso vivo), che si addensa in un fascio stretto, che mantiene la sua uniformità anche a grande distanza, seguendo il principio della luce collimata.

La luce del laser poi si dice che è coerente, cioè mantiene la sua uniformità lungo tutto il suo percorso, senza dispersioni, mantenendo le sue caratteristiche lungo tutta la direzione. Ciò conferisce al laser quella sua estrema precisione. Il laser comunque sfrutta la natura duale della luce (parte corpuscolare, parte onda) per ammassare fotoni (le particelle di luce) in un unico, concentrato fascio.

Dal momento che possiamo “eccitare” diversi tipi di atomi, possiamo “creare” diversi tipi di laser. Tuttavia questa disponibilità non corrisponde al vero, perché alla fine possiamo avere laser a stato solido, laser a gas (preferibilmente CO2), laser a diodo, laser fibra e laser a semiconduttore.

Impieghi del laser nell’industria

Come sappiamo la materia si presenta in tre stati fondamentali: liquido, gassoso e solido. Pertanto il laser può essere di questo tipo. I laser a gas producono fasci continui luminosi, utilizzando il diossido di carbonio, specialmente nel taglio industriale e nella marcatura. I laser a semiconduttori sono meno costosi e vengono impiegati nell’industria di serie di massa, ad esempio per leggere CD e Blu-Ray, stampare fogli oppure leggere con gli scanner i codici a barre. I laser a fibra invece utilizzando i cavi di fibra ottica per amplificare il fascio e suono molto efficienti e rappresentano il futuro del settore.

L’utilizzo massiccio nell’industria del taglio e dell’incisione ha reso il laser il protagonista assoluto delle fabbriche e delle linee di produzione. Grazie al suo taglio perfetto è possibile lavorare un’ampia gamma di materiali che prima richiedevano l’impiego di lame, non sempre precise e sicuramente più lente. In Italia aziende leader del settore dell’incisione laser da anni commerciano macchinari che grazie al controllo computerizzato, hanno contribuito a trasformare la figura dell’operaio, oggi più che altro un grafico con competenze di design e progettazione, rinfrescando interi settori produttivi.

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