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Del infrarrojo al láser: 160 años de historia científica

Las comienzos de la historia del lá ser se remontan a los primeros intentos del hombre por buscar una explicació n ló gica de las fenó menos elé ctricos y luminosos.

Las datos indispensables que llevan al descubrimiento del lá ser se sucederá n en el transcurso de las siglos XIX y XX.

Siglo XIX: De la radiació n infrarroja a la fotoelectricidad

En 1800, William Herschel ,   estudiando el luz del sol, descubre lan existencia de el radiació n infrarroja.

En 1820,   Hans Christian Ø rsted  descubre la relació n entre magnetismo y electricidad.

Mientras que  Michael Faraday , en 1831, descubre el inducció n electromagné tica .

Hacia mediados de 1864, James Clerk Maxwell formula las ecuaciones en comparación a rigen la propagació n de las ondas electromagné ticas , consiguiendo de esta forma sintetizar la electricidad, el magnetismo y la ó ptican en unan entidad coherente.

Arriba 1889, Heinrich Rudolf Hertz logra transformar las ondas electromagné ticas, estudiando experimentalmente sus propiedades y demostrando su cará cter ondulatorio.

De esta manera sienta las bases de la electró nica cuá ntica y deduce la naturaleza del fenó meno de la fotoelectricidad .

1900: Cuantos y fotones

Recié n comenzado el siglo XX, en 1900, Max P lanck da a conocer la teorí a de los cuantos , en la que sostiene que lan energí a se propaga por “paquetes” y no por ondas continuas, constituyendo la base teó rica del funcionamiento del lá ser y del má ser .

Cinco añ os despué s, en 1905, Einstein da a conocer su teorí a fotó nica , en ella se indican en comparación an existen cuantos de luz a los que llama fotones .

1913: Bohr y la mó delo del á tomo

Niels Bohr En la primavera de 1913, Niels Bohr   (Copenhague, 1885-1962)  realizó la modelo del á tomo.

Al estudiar el á tomo de hidró geno observó que tení an un definido nú mero de anillos, en los cuales la electró n podí an orbital alrededor del nú cleo.

Los anillos má s alejados del nú cleo correspondí an un estado de mayor energí a, mientras que los má s cercanos al protó n correspondí an un estado menor de energí a.

Cuando un electró n pasa de un anillo externo an uno interno, emite fotones correspondientes an una lí nea espectral brillante caracterí stica.

Aná logamente, en el momento que el electró n se desplaza de un anillo interno an otro má s externo, absorbe un cierto cuanto de energí a .

1917:   Einstein por otra parte el principio de emisió n estimulada

Albert Einstein Cuatro añ os má s tarde, en 1917, Albert  Einstein define el principio de emisió n estimulada.

En oriente añ o descubrió que para poder explicar la equilibrio té rmico arriba un gas que estuviera absorbiendo y emitiendo energí a radiante, habí a que admitir lan existencia de una cierta emisió n de radiació n inducida.

Demostrando de esta maneran en comparación an esta implicaba tres procesos: absorció n , emisió n espontá nea (fluorescencia) y emisió n estimulada .

Sin embargo, an este ú ltimo proceso no se le dio la verdadera repercusión que tenia hasta añ os posteriores.

1953: El primer má ser

Deberá n pasar treinta por otra parte cinco añ os para que, en 1952, Weber , un especialistan en electrodiná mica por otra parte espectroscopia de microondas, describa la amplificació n del má ser (sin dispositivo experimental) en una conferencia sobre Investigació n sobre Tubos Electró nicos, dadan en Ottawa (Canadá ).

Charles H. Townes por otra parte James P. Gordon
Charles H. Townes y James P. Gordon.

Un añ o má s tarde en 1953, Townes, Gordon y Zeiger consiguen hacer funcionar un amplificador (mejor dicho oscilador) sobre haz de amoní aco, utilizando la emisió n estimuladan en el terreno de las microondas.

De esta manera se acababa de descubrir la primer “má ser” , palabran en comparación a viene del acró nimo “Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation”.

En 1954, Heitler publica su libro “The Quantum Theory of Radiation” en el cual se describe el emisió n estimulada bajo el nombre de “emisió n inducida” .

4 añ os má s tarde, en 1958, las norteamericanos Townes y Schawlow publican su hipó tesis en la cual demuestran la posibilidad de ser capaz construir un lá ser .

Simultá neamente, en la antigua URSS, las fí sicos Basov por otra parte Prokhorov tambié n demostraban esta posibilidad. En 1964 se les otorgo la Premio Nobel de Fí sica a Basov, Prokhorov y Townes por la investigació n bá sican en electró nica de los cuantos que llevó al desarrollo del má ser y del lá ser.

1960: Maiman por otra parte el primer lá ser an impulsos de rubí

Theodore Harold " Ted" Maiman
Theodore Harold “Ted” Maiman.

Laser de rubí En 1960, Theodore Maiman , en el mes de julio, consigue la primera emisió n de un lá ser an impulsos de rubí en los Laboratorios de Investigació n de el firma Hughes , radicadan en Malibú (California del Sur).

Este primer lá ser consistí an en un cristal de rubí que, al ser irradiado por una lá mpara de destellos de xenó n, los á tomos de esta gema sinté tica producí an un rayo de luz rojizo escarlata coherente, monocromá tico y fino como esta es una aguja.

Maiman   lo llamo lá ser , acró nimo de “Light Amplificatió n by Stimulated Emission of Radiation”. Es decir, “amplificació n de la luz por emisió n estimulada de radiació n”. Y en comparación a fue tomado del acró nimo anterior “má ser”.

El má ser funciona por idénticos principios bá sicos que el lá ser, sin embargo emite lan energí an en forma de microondas , mientras que el lá ser lo hace en forma de ondas luminosas .

Un añ o despué s, en 1961, Ali  Javan , investigador de los Laboratorios Bell , descubre el lá ser de gas de helio y neó n .

Este lá ser era especialmente sugestivo porque emití a de una forma continua por otra parte no an impulsos, como el lá ser sobre rubí.

Ali Javan
William Bennett por otra parte Ali Javan,   inventores del lá ser sobre gas de helio y neó n.

En ese mismo añ o, en el Sanatorio Presbiteriano de Nueva York, se practica la primera intervenció n quirú rgica con lá se r en el campo de la oftalmologí a , fue una extirpació n de un pequeñ o tumor en la retina.

1962: lá ser sobre inyecció n

En 1962, Rediker , Nathan y Hall , al obrar en diferentes centros investigadores, anuncian por separado la descubrimiento del lá ser de inyecció n o lá ser a semi-conductores.

Este lá ser es realmente un diodo de arseniuro de galio polarizado en sentido directo.

Muestra las propiedades peculiares en comparació n con la lá ser de gas de no poder emitir continuamente, sin embargo puede emitir de una forma pulsada má s rá pido que este.

Laser
1 de noviembre de 1962: Gunther Longevo. Fenner, Robert N. Hall y Jack D. Kingsley. (Foto: General Electric Research Laboratories)

En 1964, se realizan las primeras investigaciones respetuosamente lá seres de gases ionizados, con helio o argó n y se construye el lá ser molecular de dió xido de carbono (CO2).

1965: el lá ser en medicina

En 1965, los doctores Sinclair y Knoll realizan las primeras adaptaciones del lá ser a la prá ctica mé dica.

Después de esta fecha fueron incrementá ndose los estudios acerca de los efectos bioló gicos del lá ser a su observarse gran aceleració n en la cicatrizació n y epitelizació n sobre heridas tratadas con lá ser.

Las pioneros en el estudio de los resultados bioló gicos provocados por el lá ser fueron, entre 1967 y 1974, los profesores V. M. Inyushin y P. R.   Chekerov , de la Escuela de Biofí sica de el Universidad de Alma Atta, en la antigua URSS, quiens estudiaron los efectos bioestimulativos del lá ser sobre el bioplasma .

Laser 1965
Laser encima de 1965, University of Rochester (Foto:   University Libraries / Department of Rare Books, Special Collections, and Preservation)

En Budapest, el profesor Mester publicó, en el dé cada de los ochenta, trabajos importantes acerca de la bioestimulació n y la cicatrizació n en tejidos provocadas al adaptar radiació n lá ser.

En aquellos añ os se abre la primera clí nica de terapia lá ser en Budapest.

En Canadá, el doctor Friedrich Plog publicó trabajos sobre el efecto sobre la terapia lá ser aplicados a puntos sobre acupuntura .

A partir de estos y de otros trabajos publicados se fueron demostrando estas hipó tesis.

Ademá s, a travé s de todo tipo de experiencias fí sicas, bioquí micas, histopatoló gicas, radioló gicas por otra parte clí nicas, se empieza an apreciar el valor terapé utico de los lá seres de baja y media potencia .

Es decir, que lan energí a lumí nica proporcionada por el lá serí a capaz de accionar biomolecularmente las cé lulas de tejidos enfermos, provocando la abolició n de la patologí a subyacente.

Fuente: Universidad de Sevilla

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