Raios Laser

História do Laser

Antes do laser veio o maser. O maser foi inventado por Charles Townes (nascido em 28 de Julho de 1915) na década de 50 e construído em 1954 por ele e colegas da Universidade de Colúmbia (EUA).

O princípio da funcionamento do maser é semelhante ao descrito na seção anterior, com uma diferença. Em vez de átomos excitados Townes usou moléculas de amônia como meio ativo. Ao ser excitada por um agente externo a molécula de amônia entra em vibração com uma freqüência de micro-ondas. Daí, o processo de emissão estimulada gera um feixe coerente de micro-ondas.

Logo que o maser foi demonstrado começou imediatamente a busca por um maser ótico, isto é, um dispositivo que emitisse um feixe coerente com freqüência na região da luz visível. Townes e Arthur Schawlow propuseram um arranjo com uma cavidade contendo o meio ativo e dois espelhos, como descrito na seção anterior. Por esse trabalho Townes ganhou o Prêmio Nobel de 1964, juntamente com Aleksandr Prokhorov (também nascido em Julho) e N. Basov.

Mas, foi Theodore Maiman (nascido em 11 de Julho de 1927) quem construiu o primeiro maser ótico. Maiman sugeriu o nome “Loser” (“Light Oscillation by Stimulated Emission of Radiation”) mas “loser” significa “perdedor” e o nome foi trocado por “laser” (“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”), que pegou e ficou.

Em Julho de 1960 Maiman anunciou o funcionamento do primeiro laser cujo meio ativo era um cristal de rubi.

O rubi é um cristal de óxido de alumínio contendo um pouco de cromo. Os átomos de cromo formam o meio ativo: são eles que geram a luz laser por emissão estimulada de fótons. Eles são excitados por uma luz externa muito intensa (flash).

O átomo de cromo é um sistema de três níveis: a luz externa excita o átomo de cromo do estado fundamental para um estado excitado de vida curta. Desse estado excitado o átomo decai para outro estado excitado de menor energia.

A diferença de energia é dissipada na forma de vibrações no cristal de rubi. Esse segundo estado excitado é meta-estável, portanto, conveniente para ser usado na ação laser. De resto, o funcionamento é idêntico ao que descrevemos antes.

No laser de rubi de Maiman o feixe de luz sai na forma de pulsos de luz muito rápidos. Pouco tempo depois outros lasers foram construídos, usando outros meios ativos, produzindo um feixe contínuo de luz.

Hoje, os lasers já são parte da vida cotidiana. Eles estão nos aparelhos de CD musicais e de computador, nas impressoras, na comunicação por fibra ótica, nos consultórios dos oftalmologistas e até nas mãos dos conferencistas, servindo de apontadores.

Aplicação dos Raios Laser no Dia-a-Dia

Até há pouco tempo os lasers eram considerados objetos exóticos, usados apenas em laboratórios de pesquisa, projetos militares, grandes indústrias e filmes tipo Guerra nas Estrelas. Hoje, toda família de classe média tem pelo menos um laser em casa: aquele que está no aparelho de tocar CDs (“compact disk”).

Reprodutores de CD

Os aparelhos de tocar CD e os leitores de CD-ROM usam lasers de diodo semicondutor para ler um sinal digital gravado previamente sobre um disco de metal com plástico.

A luz do laser é focalizada sobre uma trilha circular contendo furinhos enfileirados (os “pits”). Quando incide sobre o espaço entre dois furinhos, o feixe de luz é refletido pela superfície polida e incide sobre um detetor de fotodiodo.

Quando incide sobre um furinho, a luz se espalha e não atinge o detetor. Desse modo, enquanto o disco gira, o detetor capta uma sucessão de sinais (luz e não-luz, ou 1 e 0) que são os “bits” de informação.

Esse sinal digital é transformado, no caso do CD de música, em um sinal sonoro (analógico), amplificado e reproduzido nos alto-falantes.

O laser usado nesses aparelhos é feito do semicondutor AlGaAs (Arsenieto de Gálio e Alumínio) e gera uma luz na faixa do infravermelho (logo, invisível), com comprimento de onda de 785 milimícrons, isto é, 785 milésimos de mícron, ou 785 x 10-9 do metro.

Com esse tipo de luz a distância entre os “pits” pode ser da ordem de 1 mícron. Isso possibilita armazenar cerca de 75 minutos de música em um CD, ou 640 megabytes de dados em um CDROM.

O preço médio de um laser de diodo semicondutor está em torno de 30 reais e seu tamanho é de uns 5 milímetros.

Para aumentar a capacidade dos CDs a indústria desenvolveu novos lasers de diodo que emitem luz na faixa do vermelho (visível) com comprimento de onda de 650 milimícrons. Usando esses lasers e inovações da microeletrônica, surgiram os DVDs (“digital versatile disk”).

Com a luz de menor comprimento de onda as trilhas de “pits” podem ser mais densas e os DVDs podem conter muito mais dados que um CD. Um DVD pode conter umas 8 horas de música ou 5 gigabytes de dados.

Mas, a turma ainda acha pouco. Começam a surgir dos laboratórios de pesquisa das indústrias os primeiros lasers de diodo semicondutor que emitem luz azul, com comprimento de onda de 450 milimícrons. Com um laser desses o DVD poderá conter da ordem de 100 horas de música, ou 60 gigabytes de dados!

Códigos de barra

Os leitores de código de barra que vemos em todo supermercado, loja, banco e até banca de revista, usam lasers de Hélio-Neônio (HeNe) que emitem luz vermelha de 638 milimícrons, de baixa potência.

Comunicação

O transporte de dados por fibra ótica está cada dia mais disseminado. Nessa aplicação, os sinais são produzidos por lasers de diodo com modulação de alta velocidade e transmitidos através de fibras óticas feitas de quartzo altamente puro, com espessura de um fio de cabelo. Por uma feliz coincidência, o quartzo leitoso usado nas fibras é extremamente transparente na faixa do infravermelho correspondente à luz dos lasers de diodo.

As informações dessa página que você está lendo sairam de nosso computador e chegaram ao seu passando (muito provavelmente) por fibras óticas em algum trecho do caminho.

Medicina

Os médicos usam lasers mais potentes para vários fins. Os oftalmologistas, por exemplo, usam lasers para tratar de descolamento de retina, corrigir miopia e outros usos cirúrgicos.

Desenvolvimento dos Raios Laser

Sem dúvida, um dos grandes avanços na área médica, neste século foi o desenvolvimentos dos aparelhos de laser.

A aplicação dos diferentes tipos de lasers possibilitou uma grande alteração nos procedimentos médicos e odontológicos pois, proporcionou uma grande redução do tempo de duração das cirurgias, no tempo de recuperação dos pacientes, nas complicações pós-operatórias, na redução de edemas e, ainda, facilitou a bioestimulação dos tecidos moles (atualmente conhecida como biorregulação), como também, um maior controle e domínio das dores crônicas.

Assim que o laser começou a ser difundido na área médica, os dentistas verificaram que este sistema de luz poderia ser aplicado em muitos procedimentos odontológicos e que havia um futuro promissor nesta nova fonte de investigação.

As pesquisas com laser na área odontológica começaram nos primeiros anos da década de sessenta e já em 1988, no Primeiro Congresso de Laser no Japão, fundava-se a International Society for Lasers in Dentistry (ISLD) (Sociedade Internacional de Estudo de Laser na Odontologia) e, logo depois a FDA ( United States Foods and Drugs Administration) aprovava o uso do laser para as cirurgias de tecido moles da cavidade bucal.

Normalmente, as grandes invenções não são realizadas por uma só pessoa e sim, advem de uma quantidade de conhecimentos desenvolvidos, ao longo do tempo, onde muitas pessoas colaboram e cada qual proporciona um avanço, quer com os sucessos como com os insucessos.

Os sucessos indicavam os caminhos que deveriam ser seguidos e os insucessos, sem dúvida, indicam quais os caminhos que devem ser abandonados.

Iniciar uma história, falando somente de laser, fica imprecisa e atemporal, pois o laser é um tipo de luz e a luz é fonte de vida e sempre foi usada pelos animais e plantas, que aliás, proporcionou sua existência neste planeta.

Laser é uma abreviação das seguintes palavras: ” light amplification by stimulated emission of radiation” ou seja amplificação da luz por emissão estimulada de radiação.

Sendo o laser uma amplificação por emissão estimulada de radiação, devemos iniciar falando alguma coisa sobre a luz solar, a primeira que os seres viventes deste planeta viu, sentiu, utilizou como fonte da vida.

Miserandino & Pick (1995) e Brugnera – Júnior & Pinheiro (1998) relataram, em suas pesquisas que a luz solar é utilizada, desde os primórdios da civilização, com finalidades terapêuticas. Assim citam que os indianos (1400 AC) preconizavam uma substância fotossensibilizadora obtida de plantas, que aplicada sobre as peles dos pacientes promovia a absorção da luz solar para curar as a discromia causada pelo vitiligo.

Diversas formas de terapia com luz solar foram difundidas pelos árabes, gregos e romanos para tratamento de doenças de pele. Até hoje, se utiliza medicamentos que interagem com a luz. Há, também, inúmeros medicamentos fotossensíveis.

O estudo e desenvolvimentos dos conhecimentos das radiações eletromagnéticas tiveram grande apogeu no final do século passado, com as invenções dos raios catódicos, raios x, radioisótopos, ondas de rádios e luz incandecente.

A teoria de Einstein (1915-1916) sobre a emissão estimulada de luz teve como base a teoria quântica proposta por Planck (1900). Essa teoria analisava as relações entre a quantidade de energia liberada por processos atômicos.

Assim, Einstein discorreu sobre a interação de átomos, ions e moléculas com a radiação eletromagnéticas em termos de absorção e emissão espontânea de radiação e, concluiu que o terceiro processo de interação, a emissão estimulada, deveria existir e nela, a radiação eletromagnética deveria ser produzida por um processo atômico.

Na primeira metade do século XX muitas pesquisas foram desenvolvidas e em 1960, Theodore Maiman apresentou o primeiro Maser (microwawe amplification by stimulated emission fo radiation), onde o autor conseguiu, pela primeira vez a emissão estimulada de radiação pela excitação do rubi.

Essa emissão estimulada obtida com rubi estava localizada na faixa visível do espectro eletromagnético.

No ano seguinte, muitas novidades surgiram, pois Javan, Bennett e Herriot apresentaram o laser de He-Ne, Johnson desenvolveu o laser de Nd:YAG e em 1964, Patel e colaboradores apresentaram o laser de Dióxido de Carbono.

O primeiro estudo envolvendo o uso de laser em Odontologia coube a Stern & Sogannaes (1964). Eles utilizaram o laser de rubi e aplicaram em tecidos dentais “in vitro” e observaram que este tipo de laser formava cratera e fusão de esmalte e dentina.

A dentina exposta ao laser de rubi apresentava crateras e queima de tecido. Eles observaram, também, alterações de temperatura nos tecidos irradiados e chamaram atenção para a necessidade de se desenvolver mais pesquisas sobre o assunto.

A primeira aplicação de laser de rubi em dentes “in vivo” foi realizada por Goldman (1965) e, sendo ele médico, aplicou o laser em um dente de seu irmão, cirurgião-dentista e, relatou que o paciente não sentiu dor durante o ato operatório e nem depois.

Assim, com muita propriedade Brugnera-Júnior & Pinheiro (1998) relataram que o primeiro procedimento odontológico com laser foi realizado por um médico e o primeiro paciente foi um cirurgião-dentista.

A seguir, neste mesmo ano, Taylor et al., evidenciaram que a aplicação de laser de rubi em dentes causava danos térmicos à polpa dental levando-a à destruição de dentinoblastos, bem como à necrose tecidual. O laser de rubi tem comprimento de onda de 6,94 nm.

Hall (1971) realizou um estudo onde comparou a ação do laser de CO2, o eletrocautério e o bisturi em cirurgia de tecido mole em ratos e constatou que as incisões realizados com este tipo de laser curava mais lentamente do que as realizadas com bisturi.

Em 1972, Kantola divulga o uso do laser de CO2 com comprimento de onda de 10 m m (10.600 nm) e comenta que este laser era bem absorvido pelo esmalte dental e que poderia indicar seu uso para selamento de cicatrículas e fissuras e na prevenção de cárie dental. No ano seguinte Kantola et al (1973) observaram que o laser de CO2 aumentava a resistência do esmalte dental à ação de ácidos.

Cumpre informar que Stewart et al (1985) não lograram sucesso com o laser de CO2 no selamento de fissuras de esmalte com fusão de hidroxiapatita e observaram que o laser de CO2 gerava elevação muito alta de temperatura no esmalte.

Atualmente, como demostrou Brugnera-Júnior (1999) o laser de CO2 é muito utilizado e com grande sucesso nas cirurgias de tecidos moles da cavidade bucal.

Yamamoto & Ooya (1974) mostraram que o laser de Nd:YAG induzia mudanças na superfície do esmalte dental sugestiva de fusão e que esta alteração deixava o tecido menos susceptível à desmineralização.

Hibst & Keller (1989) relataram que o uso do laser Er:YAG com comprimento de onda de 2,94 m m proporcionou uma remoção de tecido dentinário e de esmalte de modo efetivo de forma a não produzir fusão da hidroxiapatita e não gerar muito calor. Esse tipo de laser tem grande interação com água e com a hidroxila.

Os laser da família YAG ( – = Neodímio, = Érbio, = Hólmio) possui como meio ativo um cristal transparente de ítro-aluminio conhecido como Garnet cuja fórmula é Y3Al5O12. Este cristal transparente pode estar mergulhado em ions de Neodímio, Érbio e Hólmio, dando os laser de Nd:YAG com comprimento de onda de 1,06 m m, o laser de Er:YAG com comprimento de onda de 2,94 m m e laser de Ho´:YAG com 2,10 m m, respectivamente. O Neodímio, o Érbio e o Hólmio são metais da série lantanídios da cadeia periódica.

A historia de um ramo da ciência não tem fim, apenas relata um pouco do passado para que se tenha uma noção do assunto de modo relacionado com o tempo.

Processos de Absorção e Emissão de Fótons

Para facilitar a visualização dos fenômenos de absorção e emissào de fótons por um átomo, usaremos uma representaçào gráfica. Você deve entender que isso é apenas um truque para simplificar nossa vida. Como todo modelo físico, é apenas uma “representação” do evento real.

Vamos, então, representar um átomo por uma bolinha no centro de uma caixa. Esse átomo imaginário pode ter dois estados, um com menor energia, chamado de estado fundamental, e outro, de maior energia, chamado de estado excitado. Um átomo real pode ter muito mais que apenas dois estados de energia mas, nessa simplificaçào, bastam dois.

O átomo no estado fundamental será representado por uma bolinha de cor azul e, no estado excitado, de cor vermelha. Tudo fictício, é óbvio, pois átomos não têm cores.

Einstein, na década de 20, identificou três processos através dos quais um átomo pode passar de um estado para o outro. Se o átomo estiver no estado fundamental é necessário fornecer a ele a energia certa para que ele passe ao estado excitado. Essa energia deve ser exatamente a diferença entre as energias dos dois estados.

Uma forma de fornecer essa energia é fazer incidir um feixe de luz sobre o átomo. Se a energia de um fóton constituinte da luz for exatamente igual à diferença de energia entre os dois estados do átomo, ele pode absorver esse fóton e passar do estado fundamental para o estado excitado.

Vamos reformular nossa descrição:

Um fóton de uma certa energia E incide sobre um átomo que está no estado fundamental. Se a energia E do fóton for exatamente igual à diferença entre a energia do estado excitado, E2, e a energia do estado fundamental, E1, isto é, E = E2 – E1, o átomo pode absorver o fóton e passar do estado de menor para o estado de maior energia.

Se a energia E do fóton for maior ou menor que a diferença E2 – E1, o fóton não pode ser absorvido e passa batido.

A forma “pictórica” de representar o processo de absorção é a seguinte: os dois estados do átomo são desenhados como tracinhos paralelos. O estado fundamental, de energia mais baixa E1, é simbolizado pelo tracinho de baixo.

A distância entre os tracinhos simboliza a diferença de energia E2 – E1. Se o átomo estiver no estado fundamental será simbolizado por uma bolinha no tracinho de baixo. É claro que você sabe como simbolizar o átomo no estado excitado.

O fóton é simbolizado por um traço ondulado com uma seta na ponta. Veja como é representado o processo de absorção de um fóton de energia E = E2 – E1.

Um átomo excitado, normalmente, não fica muito tempo nesse estado. A não ser que algum fator externo o impeça, depois de um tempo muito curto ele volta ao estado fundamental.

Alguns estados excitados, porém, podem ter vida mais longa e são chamados de meta-estáveis. Eles são essenciais para o funcionamento do laser.

Só existe um processo de absorção de fótons mas existem dois processos de emissão. No processo chamado de emissão espontânea o átomo passa do estado excitado para o estado fundamental sem nenhuma ajuda externa, emitindo um fóton de energia E2 – E1.

Mas, existe outro processo de desexcitação, chamado de emissào estimulada, no qual a desexcitação é induzida por um fóton que tem exatamente a energia E = E2 – E1. O fóton estimulador passa incólume, sem perder nem ganhar nenhuma energia, mas provoca a emissão (estimulada) de outro fóton com a mesma energia.

Os dois fótons, estimulador e estimulado, são coerentes, isto é, têm a mesma freqüência, mesma fase e mesma polarização.

Produção de Laser

Como em quase tudo de importante que ocorreu na Física do Século 20, o personagem principal nesse nosso relato sobre fótons é aquele camarada na bicicleta, ali em cima, Albert Einstein. Foi ele quem primeiro sugeriu que um feixe de luz não é apenas uma onda eletromagnética com suas características usuais de freqüência, amplitude e fase.

Para explicar certos fenômenos que atormentavam os físicos da época – como o Efeito Fotoelétrico, por exemplo – Einstein propôs que a luz é feita de entidades discretas (isto é, separadas e distintas entre si), com uma energia proporcional à freqüência da onda luminosa: são os fótons.

Segundo Einstein, um feixe de luz monocromático de freqüência f é formado por um enxame de fótons, cada um deles com uma energia E = h f, onde h é uma constante – a constante de Planck.

Como sabemos da ótica, a luz é uma onda. E os fótons? Os fótons são bichinhos ambivalentes. Apresentam características típicas de ondas (freqüência, amplitude, fase, polarização) como também de partículas (momento, localização espacial).

Os físicos chamam isso de “dualidade onda-partícula” e garantem, baseados na experiência, que essa dupla personalidade faz parte da natureza da luz.

Vamos simbolizar um fóton por uma pequena onda com uma seta indicando sua direção de propagação. Isso só serve, é claro, para ajudar nossa percepção, sem nenhum compromisso sério com a realidade.

O importante, para nosso intento de descrever o laser, é compreender algumas características ondulatórias dos fótons.

Os dois fótons mostrados em (A), por exemplo, têm a mesma freqüência e a mesma fase.

Já os fótons em (B) têm a mesma freqüência mas fases diferentes: a crista de onda de um deles está adiantada em relação à crista do outro.

Em ambos os casos, os fótons têm a mesma polarização, isto é, vibram no mesmo plano – no caso simbólico, o plano da tela de seu computador.

Dois fótons que têm a mesma freqüência, mesma fase e mesma polarização são ditos coerentes. Os fótons representados em (A) são coerentes. Os fótons em (B) não são.

Como veremos mais adiante, a principal característica da luz de um laser é:

Os fótons que constituem o feixe de luz do laser são coerentes.

A idéia básica do funcionamento do laser é utilizar a emissão estimulada para desencadear uma avalanche de fótons coerentes, isto é, todos com a mesma freqüência, fase, polarização e, principalmente, mesma direção de propagação. Como conseguir isso?

Vamos descrever um laser hipotético que tem apenas um átomo com dois níveis. É claro que essa é uma bruta simplificaçào pois um laser real tem 1023 átomos ou mais. Mas, para nosso entendimento, basta um só átomo.

Esse átomo é colocado em um meio transparente entre dois espelhos. O espelho da esquerda reflete toda a luz que recebe e o espelho da direita reflete 99% da luz que incide sobre ele (espelho semi-prateado). Inicialmente, o átomo está em seu estado fundamental, mas um fóton vindo de fora com a energia certa irá excitá-lo (A).

O átomo demora-se nesse estado excitado que é meta-estável (B). Essa característica é essencial para que o laser funcione.

Eventualmente, ele decai emitindo um fóton. Esse fóton, emitido espontaneamente, pode ter qualquer direção e, na maioria das vezes, se perde pelas paredes laterais. Mas, em algum momento, um desses fótons sai na direçào de um dos espelhos. Digamos que, enquanto o fóton se reflete no espelho da direita, outro fóton externo excita o átomo (C).

O fóton refletido vai encontrar o átomo no estado excitado e estimula uma nova desexcitação (D). Só que dessa vez a emissão é estimulada e o fóton resultante sai em fase e na mesma direção que o fóton estimulante – isto é, são coerentes. Enquanto isso, outro fóton externo excita novamente o átomo (E).

Agora, os dois fótons refletidos pelo espelho da esquerda vão estimular uma nova emissão (F). Teremos, então, três fótons coerentes dirigindo-se, em fase, para o espelho da direita (G).

Com a repetição continuada desses processos o número de fótons coerentes refletindo-se entre os dois espelhos cresce tanto que uma parte deles escapa pelo espelho semi-prateado (1% deles, mais ou menos). Essa luz que escapa é o feixe de nosso laser de um átomo. A luz desse feixe é coerente, o que faz com que o feixe seja estreito, concentrado, monocromático e bastante intenso.

NOTA

Na verdade, um laser só de dois níveis não funcionaria. Mas, para nossos propósitos puramente ilustrativos, essa simplificação serve.

Fonte: www.educar.sc.usp

Raios Laser

O físico americano Theodore Maiman desenvolveu o primeiro trabalho com Laser em 1960. Desde então o laser vem sendo utilizado em várias aplicações, incluindo ferramentas cirúrgicas, compact disc players, sistema de miras para armamento e espectroscópios (instrumentos destinados a formar espectros de radiação eletromagnética, baseado na dispersão desta por um prisma ou por uma rede de difração).

O Laser produz vários feixes de luz ao mesmo tempo, com o mesmo comprimento de onda, vibrando na mesma velocidade e viajando na mesma direção, a este tipo de luz nomeamos LUZ COERENTE.

Este feixe de luz é produzido por um processo conhecido como estimulação da emissão de radiação, a palavra “laser’ é um acrônimo da frase “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” (Amplificação da Luz Estimulada pela Emissão de Radiação).

Utilização Militar

O Que é uma Mira Laser?

Mira laser (Laser Sight) ou apontador laser, trata-se de um sistema de mira que emite um feixe de luz (laser) sobre determinado alvo, definindo para o atirador, através de um ponto luminoso, o local a ser atingido.

Deve-se observar que diferente das miras ópticas, que captam a luz emitida pelo alvo, a mira laser fixa um ponto luminoso no alvo, ou seja, ela emite um feixe de luz, que sendo apontado para os olhos de alguma pessoa, pode causar cegueira. Esta observação geralmente se apresenta no corpo ou embalagem deste acessório.

Modelos de Mira Laser

O mercado tem disponível miras para pistolas, revólveres e armas longas de uso civil com alcance de 300 metros, para o uso militar temos miras para todo tipo de armamento, metralhadoras, lança-foguetes e etc, com alcance médio de 1000 metros.

Aplicações Militares Gerais

Nas aplicações militares de alto custo utiliza-se o laser denominado: laser neodímio ou laser dióxido de carbono. Tais “laseres” são utilizados para localizar alvos a longa distância, tais como satélites espiões e orientar mísseis balísticos de defesa, em virtude do seu alto poder de emissão de feixes.

Nas aplicações de baixo custo temos a mira laser de emprego individual que utiliza um laser de baixo custo, utilizadas em arma de pequeno calibre (geralmente as portáteis ou de porte), que recebe a denominação de diodo laser, ou seja, um semicondutor alimentado por uma fonte de energia que produz pelo menos 100 mW. Exemplo disto seria um pequena bateria de relógio de pulso.

Dentre os laseres já construídos, aqueles que utilizam o gás carbônico como material emissor, apresentam maior potência e emissão contínua. Quando concentrado por meio de lentes, o feixe de radiação infravermelha produz altíssimas temperaturas, e, por isso, pode ser utilizado no corte ou na soldagem de metais.

Além disso, pode servir de arma de longe alcance – o “Raio da Morte” – que durante tanto tempo foi apenas um tema de ficção científica. Os laseres de gás dinâmico, possibilitam o alcance de alvos aéreos a uma distância de até três quilômetros. Mas as aplicações militares são limitadas, pois os feixes de alta potência são desfocalizados ao atravessar o ar.

Aplicações Policiais

Tropa Que Utiliza

Genericamente toda tropa de emprego em missões especiais utiliza o laser, seja força armada ou força policial, desde o uso como mira para um fuzil de assalto até um sistema avançado de orientação de mísseis balísticos.

No que se refere a tropa policial, qualquer grupo ou comando de ações táticas especiais utiliza este sistema de mira, em alguns casos com o objetivo de intimidar uma pessoa que possui um refém sob a mira de uma arma ou mesmo localizar um indivíduo homiziado em locais de difícil acesso.

Emprego Tático

Taticamente a mira laser é empregada em situações que se faz necessária a visualização imediata do alvo, ou seja, a partir do momento que atiradores de elite tenham a visualização do alvo prejudicada, as negociações esgotaram os recursos e o perigo iminente à vida do refém se avizinha, um atirador devidamente treinado para a utilização deste equipamento deverá entrar em ação.

Devemos observar que da mesma forma que o ponto luminoso possa intimidar o oponente, o mesmo também poderá estimular a ação do indivíduo que coloca em risco a vida de outrem, principalmente se tratar-se de um psicopata, portanto a situação deve passar por uma avaliação rigorosa, de forma que tal decisão seja lograda de êxito.

Outra situação é a que um grupo tático necessite adentrar em edificação, onde a permanência dos indivíduos possa causar mal maior (ex.: ameaça de fuzilamento de um grande número de reféns, explosão de bomba em local de grande circulação, destruição de usina de energia elétrica ou mesmo contaminação de reservatórios de água).

O grupo adentrará a localidade e o policial portador do escudo à prova de projéteis, utilizará a mira laser a fim de auxília-lo no avanço do terreno. (técnica utilizada pelo G.A.T.E. da P.M.E.S.P.).

Uma informação importantíssima deve ser observada: a eficiência deste sistema de mira, limita-se a utilização em ambientes de pouca ou nenhuma luminosidade, desta forma, durante o dia ou em locais altamente iluminados, o seu emprego é praticamente inviável. Outro detalhe refere-se ao feixe do laser que pode ser visto ou não, respectivamente denominados laser sólido e não sólido.

Atualmente é empregado o laser não sólido, no caso da mira laser, o diodo laser, mas deve-se atentar que ambientes com partículas em suspensão, névoa ou fumaça, pode dar um referencial da origem do ponto luminoso, pois nesta situação é possível ver o feixe laser.

Observações técnicas

Fabricação

A mira laser empregada em armas de porte ou armas portáteis, geralmente tem como peça principal o diodo laser (que produz o ponto luminoso), a fonte de energia (geralmente baterias), uma carcaça que abriga os componentes e um suporte para fixação na arma.

As primeiras miras utilizavam laser a gás, o que prejudicava o porte da arma em virtude de ser muito grande, sendo que mais tarde tal problema foi solucionado com o advento do diodo laser em virtude do seu diminuto tamanho.

Na atualidade a fabricação das miras alcançou o nível industrial, mas enquanto sua utilização era de uso exclusivo de força armadas ou policiais, civis fabricavam os primeiros modelos para uso em suas armas a partir de ponteiros laser para indicação em quadro-negro de sala de aula, os mesmos retiravam a peça principal, o diodo laser, montando-a dentro de cilindros metálicos, forma que geralmente se apresenta a carcaça, procurando fixa-los no armamento da melhor maneira possível.

Aferição

O procedimento é semelhante ao utilizado pelas miras ópticas, observando que a mira laser pode ser fixada acima do cano da arma, abaixo do cano da arma ou internamente, observando que na instalação externa é necessário o emprego de adaptadores para fixação da mira no corpo da arma.

A mira laser externa geralmente apresenta parafusos de ajuste horizontal e vertical, que para início da aferição devem ser soltos, tendo a arma presa a uma bancada, onde serão realizados disparos o quanto forem necessários para o perfeito ajuste da arma. Devemos observar que o números de tiros dados pode variar de arma para arma, em virtude do recuo apresentado por cada, que muitas dificulta a aferição. Por exemplo: uma pistola calibre .380 pode ser em primeiro momento ser disparada três vezes, efetua-se as correções e em seguida disparamos mais duas vezes, confirmando desta forma, se os ajustes foram acertados.

No tocante as miras internas, o ajuste geralmente é realizado por apenas um parafuso, pois as mesmas passam a integrar o corpo da arma.

Armamento que Utiliza

Qualquer armamento pode utilizar este acessório, tendo como base a ação a ser desencadeada. Podemos utiliza-la tanto em um revólver como em um fuzil de assalto, observando sempre o teatro de operações, ou seja, o tipo de edificação e a localidade da ocorrência. Se o local for um centro urbano, não poderemos utilizar armamento que disperse o projétil (carabina 12) ou de grande poder de fogo(M-16 ou FAL). Mas se o local for uma zona desabitada, poderemos utilizar os armamentos anteriormente descritos.

Medicina

Antes de começarmos a falar do raio laser na medicina, temos que ressaltar a o bisturi-laser, que é a ferramenta de maior importância no uso do laser na medicina.

Existem algumas vantagens em se utilizar bisturis a laser. Uma delas é que, com seu calor, cauteriza imediatamente o corte, resolvendo assim os problemas da hemorragia e da infecção. Mas não existem aparelhos laser tão reduzidos que possam ser dirigidos manualmente com facilidade.

Devido a isso, constrói-se o bisturi adaptando-se a um laser fixo um dispositivo que dirije seu feixe luminoso para a região desejada. O raio é introduzido em um braço provido de vários dobramentos que permitem rodá-los em vários sentidos diferentes. O conjunto pode, por isso, ser esticado ou dirigido à vontade, apesar de ser composto por partes rígidas. O aparelho assim comprido tem certa semelhança com os braços dos motores usados por dentistas.

Em cada dobra existe um prisma P, que efetua o desvio do feixe, para conduzi-lo na direção correta. Ele chega, assim, a uma espécie de empunhadura que está na mão do cirurgião. Nela existe um sistema óptico que concentra o raio laser de modo a aumentar sua intensidade e possibilitar finos cortes.

As principais utilizações do laser na medicina, são nas seguintes áreas:

Oftalmologia

Foi a partir da década de 50 que o laser começou a ser utilizado pela medicina. Sua primeira aplicação ocorreu na área de oftalmologia. Nos anos 60, a empresa Zeiss Optical Company construiu o primeiro laser fotocoagulador de Xenônio, que emitia luz branca. Utiliza-se, nesse caso, basicamente 6 tipos de laser, que são: Rubi, Argônio, Xenônio, Criptônio, Nd/YAG e Excimer. Eles liberaram uma certa potência durante curtos espaços de tempo e exibem um ponto de luz entre 50 e 2000 m m.

Na área de oftalmologia é necessário trabalhar com várias freqüências de lasers, pois cada tipo de célula absorve melhor uma determinada freqüência, em detrimento das demais. Os lasers são usadas na fotocoagulação de vasos sangüíneos em tratamentos de tumores, em cirurgias oculares, em alguns tipos de cataratas, glaucomas, e úlceras da córnea.

Nas cirurgias oculares, do descolamento de retina, utiliza-se a fotocoagulação. Para tanto, utiliza-se um laser a Rubi, cujo feixe é concentrado e dirigido para o interior do olho, de forma a passar através da pupila sem tocar a íris, que, de outra maneira, seria danificada. O feixe queima uma área muito restrita da retina, e a coagulação do sangue prende-a à parte interna do bulbo ocular. (Figura 2)

As operações feitas com os lasers de Argônio, Criptônio, Nd/YAG são realizadas através de microscópio para onde o raio é levado através de fibras ópticas. Esse método prevê várias proteções, tanto para o paciente quanto para o médico. Por exemplo, costuma-se incluir um filtro no microscópio, com a finalidade de proteger o médico contra qualquer reflexão vinda dos próprios olhos do paciente. Além disso, faz-se com que o laser se desligue automaticamente caso ocorra uma variação de intensidade de luz não especificada pelo médico.

Todos esses lasers (Rubi, Nd/YAG, Argônio e Criptônio) pedem guia de luz, a fim de haver uma clara indicação de onde o ponto de luz vai ser aplicado. Assim, nos lasers de Argônio e Criptônio utiliza-se filtros atenuadores, para que o próprio raio sirva de guia; já nos outros dois é preciso usar laser de baixa potência em separado como referência.

O Excimer laser, através do principio da fotoablação (retirada de uma pequena parte ou superfície do corpo através de um feixe luminoso), torna possível tratar miopia e astigmatismo apenas com a mudança da curvatura da superfície da córnea. A vantagem desta técnica (PRK) em comparação com a cirurgia refrativa por incisões (RK) é sua segurança e precisão.

Existem algumas técnicas para a utilização do Laser Excimer:

1. PRK ( Photorefractive Keratectomy)

A cirurgia constitui na realização de um aplanamento da região central da córnea através da remoção precisa de camadas dessa região. A operação dura aproximadamente 20-50 segundos e é indolor.

2. LASIK (Laser In Situ Keratomileusis)

Através de um feixe muito pequeno de átomos, levanta-se aproximadamente 150 micras da região anterior da córnea (a) e o laser age na superfície obtida corrigindo o defeito ocular. Depois, a aba que foi levantada é recolocada no lugar (b). A cirurgia dura pouco menos que 5 minutos.

3. RK

Cirurgia refrativa por incisões.

4. PTK

Empregado no tratamento de opacidades superficiais da córnea.

Otorrinolaringologia

Segundo MATZNER, “Os tipos mais aplicados em otorrinolaringologia, em geral, são os de Argônio, CO2 e Nd/YAG. Como o comprimento de onda do CO2 é bem absorvido pela água, esse laser encontra grande aplicação em tecido biológicos contendo cerca de 85% de água. O de Argônio é melhor absorvido por um meio vermelho, como a hemoglobina e a melanina, pois possui comprimento de onda verde (0,515 m m) e azul (0,488 m m). O laser de Nd/YAG emite na região do infravermelho (1,06 m m), como o de CO2 (10,6 m m).”

Devido a essas características, o laser de CO2 é usado na vaporização de tecidos; o de Argônio é utilizado como fotocoagulador; o de Nd/YAG é sintonizável em diversas freqüências, podendo ser utilizado em várias aplicações diferentes.

Nos lasers de CO2 e Argônio, as operações são realizadas com o auxílios de microscópios; onde o raio é transportado de seu tubo até o local da cirurgia. Esse transporte é realizado através de fibras ópticas (no caso do Argônio) ou espelhos (CO2).

Entre as várias aplicações do laser no campo de otorrino, pode-se destacar as operações nas cordas vocais, onde é possível vaporizar tumores; a endoscopia, onde as úlceras podem ser tratadas sem que seja preciso operar o paciente; as hemorragias internas; através de um broncoscópio – instrumento para examinar o interior dos brônquios -, sendo possível operar lesões nos pulmões, desobstruir as vias respiratórias, entre várias outras possibilidades.

Cardiologia

O Excimer laser ajuda também a tratar a angioplastia, onde uma ou mais artérias estão bloqueadas pelo estreitamento localizado, resultado do acúmulo de colesterol no sangue – chamada placa aterosclerótica -, onde o fluxo de sangue e oxigênio é diminuído. O mecanismo de ação desse laser sobre a placa aterosclerótica é a vaporização, que induz intenso aquecimento localizado tecidual (injúria térmica). “… A energia é conduzida por catéter construído de múltiplas fibras ópticas (de 12 a 300), que é conectado a um gerador de laser. Existem algumas limitações desta nova tecnologia, entre as quais, destacam-se o seu elevado custo e as possíveis complicações (perfuração e dissecação da artéria).” Segundo GaveaCath

E ele também está sendo empregado na desobstrução de vasos sangüíneos, no interior do próprio coração, através de fibras ópticas; nesse caso, a fibra é acoplada a um monitor de TV, a fim de que possa ser visualizado o local da aplicação.

Neurologia

Na neurocirurgia, o laser está sendo muito empregado, devido às suas qualidades de remoção dos tecidos sem sangramento e sem contato físico algum.

Ginecologia

Em ginecologia, usa-se o laser para vaporizar carcinomas – tumor maligno, câncer -, condilomas – saliência de aspectos verrucosos no orifício final do intestino grosso ou nos órgãos genitais -, vírus de herpes; cicatrizar hemorragias e úlceras; desobstruir canais de fibras ópticas, entre outras aplicações.

Urologia

Em urologia, ele permite realizar algumas operações através de fibras ópticas, como, por exemplo, vaporização de pedras nos rins, desde que essas encontrem-se numa posição favorável. Hemorróidas são vaporizadas rapidamente, apenas com anestesia local e sem muita dor.

Dermatologia e Cirurgia Plástica

Na área de dermatologia e Cirurgia Plástica, o laser é ativamente aplicado na eliminação das manchas de pele, verrugas, tumores benignos, tatuagens, rejuvenescimento cutâneo, tratamento de cicatrizes de 
acne, varizes, estrias, quelóides, implante capilar, cirurgia de pálpebras, depilação definitiva e outros. 
Além disso, permite fazer vários tipos de operações plásticas.

Laser Ultra-Pulse

Criado em 1990, o Laser Ultra-Pulse Coherent de CO2 emite um feixe de luz finíssimo de 3 milímetros de diâmetro com a altíssima energia (500 milijoules), pulsando em cada milissegundo. Essas pulsações chegam a uma profundidade de 0,02 milímetros, ou melhor, o diâmetro de 3 células sangüíneas.

Esse laser trabalha por vaporização. Ele reage com a água da epiderme, vaporizando-a e liberando fragmentos brancos, que são removidos com gaze embainhada em soro fisiológico.

“… o laser faz uma espécie de peeling: destrói camada por camada da epiderme, derme superficial, até chegar à derme média e estimulada dessa forma a produção de fibras de colágeno. O colágeno é uma proteína produzida pelos fibroblastos, e tem a função de regenerar e dar sustentação as células da pele.

Sua produção diminui com o avanço da idade ou sob os efeitos do Sol. O laser, chegando até a derme, estimula maiores níveis de fabricação do colágeno novamente e seu encurtamento portanto a pele fica de novo mais contraída e menos flácida.” segundo Dr. Otávio R. Macedo

Com a precisão do Ultra-Pulse, é possível tratar rugas isoladas, e pequenas áreas, sem prejudicar os tecidos “vizinhos”.

Esse sistema também vem sendo utilizado na eliminação de verrugas, tatuagens, certos tumores de pele, estrias, transplantes de cabelo (diminuindo o tempo de cicatrização) e em substituição ao bisturi, reduzindo o tempo da operação e melhorando a cicatrização.

O Ultra-Pulse, é tão potente que, em mãos erradas e inexperientes, pode causar danos ao paciente, como perda da pigmentação da pele e outros.

Abaixo, são relatadas algumas situações e métodos onde pode-se aplicar o laser:

Skin Resurfacing

Essa técnica consiste em vaporizar a parte mais superficial da pele, retirando as rugas e as manchas.

Com isso, ocorre a substituição da pele envelhecida por outra mais jovem e natural. A técnica também é utilizada no tratamento de cicatriz de acne, promovendo a retirada dela sem o risco de causar danos ou irregularidades na pele.

Manchas Senis e Tatuagens

Alguns equipamentos a laser são capazes de retirar as pintas e manchas senis, sem lesar a pele normal, ou seja, sem deixar cicatriz. O aparelho também é utilizado para retirar tatuagens, mas é necessário para isso várias aplicações. A vantagem do laser sobre os outros métodos é de que a pele não sofre danos.

Varizes e Hemangiomas

Existem lasers que têm a propriedade de emitir raios que coagulam os vasos sangüíneos, promovendo sua reabsorção. Tais lasers podem ser usados no tratamento de varizes, hemangiomas, vasos em face, etc., com a grande vantagem de não prejudicar a pele.

Estrias, Quelóides e Tumores Benignos

Hoje em dia, é o laser Ultra-Pulse que vem apresentando os melhores resultados em tratamentos de estrias, quelóides e tumores benignos. Devido ao seu fácil manuseio e sua propriedade de realizar uma incisão programada, permite um maior controle sobre a pele do que outras técnicas conhecidas, sem riscos para o paciente.

Implante Capilar

O implante capilar, através da cirurgia a laser, ficou mais simples e não causa sofrimento ao paciente, pois o laser faz os orifícios onde são implantados as raízes do cabelo, tendo uma recuperação muito mais rápida.

Cirurgia Das Pálpebras

Pode ser feita tanto na pálpebra superior como inferior. O laser corta e coagula ao mesmo tempo, sucedendo assim, uma melhora mais rápida do paciente. Essa cirurgia pode ser feita por dentro da conjuntiva (membrana mucosa que forra a parte anterior do globo ocular e a parte interna das pálpebras), para esconder a cicatriz.

Depilação Definitiva

Sua maior aplicação é nos casos de áreas localizadas, como axilas, rosto, mamas, abdômen e nas virilhas. É aconselhável para uma eliminação definitiva dos pêlos 9 aplicações (3 por ano).

Terapias e Regeneração

Além de diversas aplicações em cirurgias e outras, o laser também tem aplicações em terapias. Falando do câncer, o laser tem sido utilizado na técnica “Photofrin”. Essa técnica funciona da seguinte maneira: uma substância química é injetada no paciente, espalhando-se rapidamente por todo seu corpo. Essas substâncias são normalmente excretadas pelas células em um certo tempo. Mas as células cancerígenas retêm essas substâncias por um tempo maior, sendo que em 24 horas, todas as outras células já liberaram tais substâncias químicas. Após esse período de tempo, as regiões concerosas são iluminadas com laser, desta forma, excitam as substâncias químicas que passam a absorver rapidamente o oxigênio das células doentes, matando-as por asfixiação, assim, eliminando os tecidos doentes.

Devido ao fator do raio laser cauterizar o corte, diminuindo o tempo de cicatrização, ele é aplicado em operações no fígado, onde suas células se regeneram mais rapidamente, reduzindo as possibilidades de infecções e hemorragias. Isto foi observado em testes que foram realizados em ratos nos laborátorios.

Odontologia

O Laser no lugar da broca

Desenvolvido no Ipen, o laser de hólmio foi capaz de fazer perfurações no dente sem carbonizar ou trincar a dentina, camada situada logo abaixo do esmalte.

Segundo SIQUEIRA, “As perfurações feitas no dente pelo raio desse laser, que tem como meio ativo um cristal de fluoreto de ítrio lítio, combinado com a terra rara hólmio, têm diâmetro de 230 mícrons (o mícron é a milésima parte de 1 milímetro ), e alcançam 3 milímetros de profundidade.” (SIQUEIRA, 1994, p. 34).

O laser entrou nas clínicas odontológicas apenas em 1990. O tipo mais usado nos tratamentos clínicos é o laser de baixa potência, pois tem ação analgésica, antiinflamatória e bioestimulante, contribuindo para a regeneração dos tecidos. Nessa área, é aplicado no tratamento de aftas e herpes labiais, incisões ou remoções de tumores e lesões, vaporização de tecidos em operações plásticas e tratamentos gengivais e como adjuvantes de outros procedimentos clínicos, como tratamento de canal.

Apesar de o laser de baixa potência ter inúmeros contribuições para seu uso, os maiores avanços e potenciais de aplicação, entretanto, concentram-se nos lasers de alta potência, como o de hólmio, capaz de tornar mais rápido o tratamento e a recuperação do paciente, com menos traumas e dores.

O laser, também na área de odontologia, é usado na esterilização, perfuração de certos tipos de cáries; como fixador de substratos, na confecção de dentaduras, etc.

Equipamentos utilizados em Shows:

Tipos de Equipamentos:

– Raio Laser de Média Potência Colorido (Especial)

É um sistema indicado para ambientes internos ou externos de média capacidade.

– Raio Laser Verde, Azul, Cyan, Violeta … de Alta Potência (Especial)

É um sistema que possui uma performance e resolução final otimizada, além de alguns efeitos e recursos diferenciados, indicado para ambientes externos (ao ar livre) ou grandes ambientes internos.

– Raio Laser Verde, Azul, Cyan, Violeta … de Média Potência (Convencional)

É um sistema indicado para ambientes internos de médio porte.

Utilização em shows

* Projeções em um anteparo plano:

Escrituras, tais como: nomes, textos, slogans ou até mensagens mais elaboradas. Estas escrituras são exibidas em grupos de caracteres que fluem através do anteparo da direita para a esquerda. Imagens Animadas e Inanimadas: Animações com diversos motivos ou figuras variadas, inclusive geométricas, podendo controlar sua localização, tamanho, velocidade e etc… Possuímos diversas imagens já confeccionadas em banco de dados.

Logomarcas, Animações e Imagens variadas, Específicas e Exclusivas: São confeccionados em computadores específicos e transferidos para a memória do computador de operação, sendo que para sua confecção necessita-se de um certo prazo de tempo. Estas podem ser armazenadas em nosso banco de dados para futuras utilizações. O Raio Laser pode realizar várias reflexões simultâneas, através de emissões de diversos raios com cores diferentes em acessórios espelhados, abrangendo praticamente todo o ambiente, pois esses acessórios, são instalados em locais estratégicos e são chamados de efeitos aéreos. Tipos de Acessórios: Globos especiais espelhados e motorizados, Cilindros espelhados e motorizados, Espelhos Holográficos, Quadro de espelhos e outros acessórios espelhados, produzindo efeitos diversos.

O Raio Laser pode realizar com o auxilio de máquinas de fumaça, efeitos tridimencionais (3-D) no espaço livre tipo Túneis de formas variadas, Lâminas de luz, etc… , criando cenas mágicas jamais vistas.

Todos esses efeitos especiais podem ser realizados em sincronismo com quaisquer execuções sonoras proporcionando efeitos visuais espetaculares.

DIVERSÕES

ESPORTES – LAZER

LaserWar é mais que um jogo , LaserWar é uma verdadeira batalha do futuro. Dentro de uma arena com muito som tecno e efeitos especiais , competidores armados com pistolas de raio laser e coletes cibernéticos travam emocionantes combates virtuais.

O objetivo de todo competidor é atirar nos seus adversários para ganhar créditos e pontos. Para isso é preciso que acerte nas luzes que ficam no colete ou arma do seu inimigo. Quando você leva um tiro as luzes de seu colete começam a piscar e sua arma ficará inativa por 6 segundos obrigando-o a se esconder. Se você acerta seu adversário , ganha 20 pontos; se acerta um companheiro de equipe, perde 10 e se é atingido, perde 15. Para saber o andamento do jogo como pontuação , créditos e posição, as armas possuem pequenos visores que mantém os jogadores informados.

Ao contrário dos pontos que você pode ganhar e perder , os créditos você vai acumulando. Ganha um crédito cada vez que acerta um adversário. Ao atingir 15 créditos e uma pontuação mínima de 50, deve atirar em pequenas caixas situadas nas bases chamadas de LASERDRONES. Ao fazer isso estará trocando estes créditos por SUPER-PODERES.

Um colete de material acrílico robusto composto de sensores situados nos ombros , peito e costas são identificados através de pequenas luzes correspondentes aos times – verde, vermelho e amarelo (quando necessário) . Dois alto-falantes situados no peito vão informando sobre super-poderes, vidas e quando o jogo termina.

Na arma pode-se visualizar a situação do jogo através de um visor que informa quantos pontos você atingiu*, créditos, número de vidas , tiros, quem te acertou e quem você acertou, quantos pontos ou créditos faltam para adquirir os super-poderes.

*: se o visor está indicando O (zero) pontos e você já atingiu vários adversários é porque você está com pontos negativos.

Trata-se de equipamentos computadorizados de alta tecnologia, podendo oferecer Efeitos Especiais de alto impacto visual, dependendo somente da produção do evento, para que estes efeitos sejam conjugados de acordo com o momento. Dependendo do Equipamento, os efeitos podem abranger uma área bem considerável, podendo atuar tanto em áreas internas como externas.

Na indústria

Industrialmente, os laseres de impulsos são também utilizados na produção de pequenos orifícios em materiais muito duros ou de elevado ponto de fusão, como o aço e os diamantes. O processo é muito rápido, e não altera o material em torno do orifício.

OUTRAS APLICAÇÕES

Outro campo promissor de emprego do laser, é o da fusão termonuclear, que consiste na união de núcleos atômicos leves para produzir um núcleo mais pesado. Neste processo pode haver um grande desprendimento de energia. A fusão termonuclear, é empregada nas bombas nucleares de hidrogênio.

Procura-se atualmente, desenvolver um método de fusão controlado, não explosivo, para ser utilizado em reatores.

Talvez o processo possa ser utilizado em reatores. Talvez o processo possa ser iniciado fazendo incidir um intenso pulso de laser sobre uma pequena gota de deutério líquido, elevando-lhe a temperatura amais de 10.000.000 º C. Essa temperatura pode então atirar os átomos uns contra os outros com velocidade suficiente para que ocorra a fusão de seus núcleos.

Existem também aplicações do laser, que, ao invés de utilizar sua potência e intensidade, valem-se de suas propriedades de coerência luminosa. Um exemplo, ainda apenas ao nível de projeto, é seu emprego nas telecomunicações.

Por sua natureza coerente e por possuir um único comprimento de onda, a radiação do laser se assemelha a se transmissor de rádio. Se forem desenvolvidas técnicas eficientes de superposição de sinais aos feixes de laser, a luz poderá ser utilizada para o envio de mensagens a grandes distâncias.

As vantagens principais em relação às microondas seriam: grande dirigibilidade, que permitiria gastar menos potência; e alta freqüência, que possibilitaria o envio simultâneo de maior numero de comunicações. Mas há dificuldades graves que impedem, atualmente, o emprego do laser nas telecomunicações: sua baixa confiabilidade, e a influencia das condições atmosféricas que perturbariam o feixe luminoso.

Um dos projetos realizados no sentido d evitar essas dificuldades, prevê o envio do feixe através do longos tubos ou fibras de vidro muito finas. A comunicação por laser não se concretizou ao não ser em caráter experimental.

Uma outra técnica que utiliza a coerência e a monocromaticidade do feixe laser é a holografia. Ë um técnica fotográfica que permite produzir imagens com aparência tridimensional. Também é possível, por meio de holografia, armazenar um único pedaço de filme fotográfico a uma vasta quantidade d informações, que podem ser recuperadas pela iluminação do filme com a luz do laser.

Essa técnica poderia substituir o arquivamento de informações em microfilmes, permitindo maior aproveitamento do material fotográfico.

O processo holográfico de armazenamento de informações poderia ser aplicado as memórias de computadores; mas, em virtude de outros desenvolvimentos, a idéia foi provisoriamente abandonada.

Fonte: www.herbario.com.br

Raios Laser

A TERAPIA COM RAIOS LASER

HISTÓRIA

O primeiro Laser foi construído por Theodore Maiman em Julho de 1960, cujo meio ativo era um cristal de rubi.

Até nossos dias houve muito progresso na fabricação do Laser.

Laser significa “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” ou, em português: Amplificação de Luz por Emissão Estimulada de Radiação.

Em 1965 foi adaptada a radiação LASER à prática terapêutica por Sinclair e Knoll

RAIOS LASER USADOS NESTA CLÍNICA

Os Laser usados nesta clínica são o que existe de mais moderno da sua categoria. Podem ser chamados de Cold Laser ou simplesmente LLLT (Low Level Laser Therapy).

Muito mais modernos em relação aos primeiros aparelhos de raios laser. São específicos para fins terapêuticos.

Laser eficazes em terapias para a coluna vertebral ( Hérnia de Disco, Dores da coluna, Ciático, Artrose e espondiloartrose, Osteoporose e outros problemas na coluna, pernas ou braços).

Já existem vários trabalhos científicos demonstrando a eficácia do LLLT em tratamentos relacionados a coluna vertebral.

COMO RAIO LASER PODE AJUDAR NA SAÚDE

Na LLLT a luz do laser é amplificada e concentrada em um ponto na forma de photons. Esta luz (energia) concentrada é bioestimulante para as células do organismo que convertem a energia luminosa em energia bioquímica, facilitando a capacidade natural do corpo para se curar.

Um dos efeitos mais importantes da LLLT é acelerar a produção de Adenosina Trifosfato (ATP, nossa principal fonte de energia celular), aumentando as alterações físicas e químicas celular, permitindo que as células no tecido danificado possam alcançar suas funções normais.

ATP está presente em todas as células, e praticamente todos os mecanismos fisiológicos que necessitam de energia obtêm diretamente do ATP armazenado.

Além disso, a terapia com Raios Laser ajuda a aumentar a síntese de proteínas dentro das células.

Outro importante dos efeito do Raio Laser é melhorar a microcirculação sanguínea. Este efeito biológico é devido à dilatação dos pequenos vasos sanguíneos, uma diminuição na capacidade adesiva de células do sangue, e auxiliando na formação de novos micro vasos.

Além disso, a LLLT (Raio Laser Terapêutico) tem uma influência positiva sobre a quantidade e a qualidade do sistema imune, levando a uma crescente destruição das bactérias.

Isto é útil para ajudar a curar feridas e úlceras tróficas. Ajuda a manter limpas as feridas e úlceras, acelerando assim o processo de cicatrização.

A amplificação do laser é a energia que atinge uma alta intensidade sobre uma área muito pequena, causando um efeito fotoquímico. Pode ser comparada com a fotossíntese, que é muito conhecida nas plantas.

A luz do laser consegue penetrar muito mais profundamente nos tecidos (pele, músculos, gordura e ossos). Então, de uma forma simplificada, o cold laser fornece energia ao tecido, uma vez que a luz é uma forma de energia.

Efeitos Fisiológicos do Laser

O cold laser ou LLLT tem 3 efeitos fisiológicos principais:

– Bioestimulação (regeneração de tecidos corporais, ex: disco herniado)

– Anti-inflamatórios (ex. nervo ciático pinçado e inflamado na sua raiz),

– Analgésico, efeito muito útil no al´vio da dor na coluna, braços ou pernas.

O cold laser, usado na LLLT, é muito diferente da luz natural. É uma luz comprimida que vem da parte fria do espectro de radiação.

É monocromático. Isto significa que se trata de um único comprimento de onda. Sendo de apenas uma cor, a vermelha, é polarizada.

Seu efeito é biológico e não térmico, como seria o caso do laser cirúrgico.

O LLLT (Raio Laser Terapêutico) é normalmente definido como um laser que utiliza densidades de energia abaixo do limiar onde as mudanças irreversíveis nas células ocorrem.

Com estas características, a luz que está sendo usado para LLLt (Raio Laser) será capaz de penetrar na pele, sem qualquer efeito de aquecimento. Isto não irá causar queimaduras nem danos à pele.

Devido ao exposto acima, nota-se que é uma terapia totalmente não invasiva, sem efeitos colaterais.

LLLT (Raios Laser) é terapia eficaz no tratamento de:

– Hérnia de disco,

– Dor nas costas – Lombar, Dorsal ou Cervical,

-Nervo Ciático e suas consequências,

– Artrose – osteoartrose,

– Lesões esportivas.

ACUPUNTURA COM LASER (SEM AGULHAS)

O uso do LASER em acupuntura tem algumas vantagens em relação ao uso das agulhas:

Em pacientes muito agitados,

Pacientes que tenham medo de agulhas( apesar de o uso das agulhas ser totalmente indolor, por serem extremamente finas, com o diâmetro de 0,020mm).

Em pacientes com doenças mentais, pois poderiam ficar agitados e ter alguma reação e causar ferimento com as agulhas durante o período em que se repousa com as agulhas.

– Em crianças pequenas, ou agitadas

– Em bebês

– Ou apenas em pacientes que prefiram este método.

COMO É O USO DO LASER EM ACUPUNTURA

Acupuntura com Raio Laser é realizada com a aplicação (emissão do raio laser) nos mesmos pontos da acupuntura tradicional. A diferença é que ao invés do uso de agulhas é usada apenas a luz do laser.

O tempo de permanecia no consultório também é menor em relação ao uso das agulhas.

Em crianças é muito útil o uso da acupuntura com raios laser, ao invése de acupuntura com agulhas, pois algumas são agitadas e não ficariam deitadas com agulhas durante o tempo da sessão. Além, disso, existe um certo medo de agulhas.

Mas o uso de raios laser em acupuntura não é restrito às crianças, existem inúmeros adultos que tem pavor de agulha, apesar da aplicação ser totalmente indolor.

ACUPUNTURA ELETRÔNICA

A associação da tradição milenar da medicina chinesa com a tecnologia moderna soma a experiência mundial.

O intuito do uso da eletrônica na acupuntura é potencializar e, principalmente, agilizar o efeito analgésico tão procurado em casos de dores intensas, quando o paciente precisa de alívio imediato de suas dores.

Como por exemplo

LOMBOCIATALGIAS(dores intensas na coluna e pernas),

HÉRNIA DE DISCO CAUSANDO DOR NA COLUNA,

CÂNCER,

CEFALÉIA(dor de cabeça),

CÓLICA RENAL,

DORES EM GERAL.

Vale lembrar que a acupuntura não tem apenas o intuito de acabar com a dor, acupuntura resolve a causa do mal. O uso da acupuntura eletrônica surgiu para que possamos ter um efeito mais rápido nas dores intensas.

Os aparelhos que usamos para acupuntura eletrônica tem regulagens de intensidade, freqüência, e tipo de onda eletrônica, para que possamos adaptar a corrente eletrônica ao efeito desejado em cada caso.

Fonte: www.drgilberto.com

Raios Laser

A descoberta do raio Laser

A descoberta do raio Laser deve-se a Theodore Maiman, físico da Califórnia.

O primeiro cientista a estudar esta tecnologia foi Albert Einstein. Em 1916, ao estudar os electrões e o seu comportamento, sobretudo a capacidade de absorverem ou emitirem luz, Einstein como que adivinhou que estes podem ter um certo comprimento de onda, constituindo uma fonte luminosa.

Mais tarde, Schawlow e Townes, galardoados com o Prémio Nobel pelos seus estudos sobre a natureza dos átomos e das moléculas, enunciaram pela primeira vez os princípios do Laser.

Foi nos Estados Unidos, mais concretamente nos laboratórios Bell, que se construiu o primeiro Laser por emissão estimulada pela mistura de gases nobres, como o Hélio e o Néon. Outros elementos se seguiram, como o Árgon e Crípton, Neodymium, Yag, Rubi, CO², Arsenium, Galium.

Mais usados hoje são o Érbio Alexandrite ou o Arganon. Há registo de novas substâncias que se encontram em fase de estudo.

Em 1961, efectuou-se a primeira intervenção cirúrgica com Laser, em Nova Iorque. Nessa altura os cirurgiões ficaram entusiasmados com as inúmeras possibilidades que o instrumento oferecia.

Hoje o Laser é utilizado em quase todas as especialidades:

Oftalmologia

Oncologia

Otorrino

Neurocirurgia

Dermatologia

Cardiovascular

O desenvolvimento dos equipamentos de Laser tem sido imenso e são instrumentos considerados tecnologia de ponta.

Fonte: www.europeanlaserproject.com

Raios Laser

História do raio laser

Numa manhã da primavera de 1951, um jovem professor de Física caminhava por uma das avenidas de Washington, nos Estados Unidos.

Ele estava na cidade participando de um seminário e, enquanto aguardava que o café fosse servido, sentou-se em um dos bancos da praça Franklin, no ditando sobre um problema que há muito o preocupava: como conseguir a emissão de ondas ultracurtas de uma freqüência mais alta do que as válvulas de rádio eram capazes de gerar.

Ele acreditava que essa radiação seria de extraordinário valor para a medição e a análises físico-químicas.

O jovem professor era Charles Hard Townes, nascido em Greenville, Carolina do Sul, no dia 28 de julho de 1915. Ele se formara na Universidade de Duke, em sua terra natal, e obteve o título de doutor em um Instituto de tecnologia da Califórnia, em 1939.

Durante a segunda Guerra Mundial, trabalhou nos laboratórios Bell com alguns dos melhores técnicos de sua área, ocupando-se especialmente com sistemas de radar de microondas.

Em 1951, Townes era professor na universidade de Columbia, em Nova York. Suas meditações naquele banco de praça, em Washington, levaram-no às idéia que haviam sido sugeridas em 1917 por Albert Einstein.

O criador da Teoria da Relatividade havia publicado, naquele ano, um estudo sobre o efeito amplificador que se poderia obter em uma emissão estimulada de radiações.

Até então um, todas as emissões que o homem conseguia produzir eram as ondas de rádio – demasiado largas para as experiências – eu trabalho de a Einstein sobre elas é apenas teórico.

Townes imaginava que seria possível converter em radiações as vibrações das moléculas encerradas em uma caixa de ressonância, ou algo parecido, e que tal radiação estimulada poderia ser reforçada. Mas quando chegou ao seminário e expôs as idéias que remoera naquela manhã, na praça, mereceu pouca atenção.

Longe de desanimar, o jovem cientista levou um problema para ser discutido com seus alunos na Universidade de Columbia e lá começou a fazer testes com diferentes fontes de radiação molécula.

Depois de três anos teve os primeiros resultados com gás de amoníaco cujas moléculas chegavam a vibrar 24 bilhões de vezes por segundo, o que tornava suscetíveis de converter-se em ondas de 2 mm em meio de comprimento.

Dirigindo sobre as moléculas o adequado estímulo eletromagnético, Townes o seguiu a uma avalanche de elétrons que ampliavam consideravelmente e o original.

Como contou o próprio Townes, foi das discussões com seus alunos de Columbia que saiu todo um vocabulário de novas siglas. " Escolhemos”, ele diz, “o nome maser por microwave amplification by simulated emission of radiation (amplificação de microondas por emissão de radiação estimulada).

Também propusemos, até por brincadeira, iraser, de infrared amplification (amplificação infravermelha), laser de light amplification by stimulated emission of radiation (amplificação de luz por emissão estimulada de radiação) e xaser (amplificação de raios X). Apenas maser e laser prosperaram.

O Maser revelou aos poucos sua maravilhosa utilidade, superando os mais refinados amplificadores de rádio e se habilitando para as comunicações astronômica e para a detecção das demissões estelares de rádio.

Nos mesmos anos em que Townes assentava os princípios do maser, o físicos soviéticos Aleksandro Mikhaylovich Prokhorov e Nicolai Gennadiyevich Basov chegavam a resultados semelhantes em Moscou.

Ambos dividiram com o americano o prêmio Nobel de Física de 1964 por suas descobertas. O caminho das pesquisas estava agora aberto para todos.

Townes continuava pensando que depois das microondas sonoras se poderia chegar também às ondas infinitamente menores de luz. Seu amigo Arthur Schuwlow, quer trabalhar nos Laboratórios Bell, elaborou a uma solução teórica para o problema de construir a câmara apropriada para ressoar freqüência tão altas.

Ambos publicaram em 19581 um artigo em que apresentavam essas idéias. O texto desencadeou um grande interesse em torno da construção de instrumento que se conheceria como laser.

Xá primeira solução prática foi apresentada em 1970 por um físico americano que trabalhava no laboratório da companhia Hughes de Aviação, chamado Theodore Harold Maiman.

Nascido em Los Angeles, Califórnia, no dia 11 de julho de 1927, Maiman pagara seus próprios estudos na Universidade do Colorado trabalhando como eletricista e mais tarde e fez seu doutoramento na Universidade de Stanford, também na Califórnia.

Em vez de um gás como o amoníaco, Maiman entregou um cilindro de rubi sintético, ao qual acrescentou impurezas de cromo. Os extremos do cilindro tinham sido cuidadosamente polidos para funcionar como espelhos. Um feixe de luz rodeava o cilindro de rubi e ao se acender produzia o estímulo: o rubi disparava um breve e muito intenso raio laser.

Um grupo de pesquisadores dos Laboratórios Bell desenhou, em 1961, outro modelo de l de com uma mistura de hélio e gás néon e muito depressa começaram a aparecer outras variações em torno do tema, empregando átomos e moléculas diferentes, assim como distintas fontes de energia para estimulá-los em algo parecido com uma caixa de espelhos.

O nome laser, a partir de então, adquiriu uma e extraordinária repercussão pública, associado na imaginação popular às aventuras da ficção científica.

A rigor, ele é uma potente ferramenta. Como a alavanca, a roldana, o plano inclinado, que aproveitam a força da gravidade e da inércia para amplificar a potência dos músculos, o laser faço o uso da força duas átomos e moléculas para amplificar a potência da radiação.

Pelo menos neste século, a luz tem sido o principal tema de investigação da Física. Em torno dela construiu- se uma das mais complexas e ousadas teoria – a da Mecânica Quântica. Ela afirma o aparente paradoxo de que a luz é, ao mesmo tempo, uma coisa (partículas, chamadas fótons) eu um processo (ondas). Esse duplo papel da luz é que tornou possível o laser – na verdade, uma materialização e da teoria dos quanta.

O laser nada mais fez do que tornar coerente, de coordenada, a natureza ondulatória da luz. As sondas que se produzem na água, quando nela atiramos um objeto, provocam ondas de retorno quando batem nas margens do lago ou tanque onde fazemos a experiência.

Se as duas ondas são coerentes, quer dizer, atingem seu ponto mais alto ao mesmo tempo, elas se reforçam. É isso que o laser faz com as ondas de luz.

A natureza quântica da luz reside no fato de que os átomos não emitem e energia em forma contínua, mas em pequenos blocos, os quanta.

Quando se bombardeia um átomo com energia e externa, um de seus elétron absorve um fóton e, graças a ele, salta para uma órbita superior; ao contrário, quando o átomo perde e energia, o elétron emite um fóton e desce para a órbita inferior.

O laser estimula um número de elétrons a subir para a órbita superior; quando desce, eles emitem luz em uma mesma freqüência e, exata, que é seguidamente refletida nos espelhos de cristal do aparelho.

sso faz crescer o nível da energia até ela conseguir atravessar a parede dos espelhos e aparecer no exterior, muito mais forte do que quando lá entrou.

Essa notável propriedade permitiu, por exemplo, medir a distância entre a Terra e a Lua com um erro de apenas 2 centímetros. Usando um refletor especial abandonado na Lua pelos astronautas da Apolo XIV, o observatório de Lure, no Havaí, emitiu um raio laser que levou dois segundos e meio para ir até lá e voltar, refletido à Terra, permitindo a medição. Outra grande vantagem do laser é sua cor puríssima e monocromática.

Seu feixe muito estreito tem um paralelismo excepcional (ao contrário de uma lanterna,por exemplo, cujo feixe de luz mais se alarga quanto mais longe é dirigida). Por causa de suas características únicas é que o laser aperfeiçoa técnicas já existentes e abre uma vasta gama de usos ainda nem imaginados pelo homem.

Ele já se tornou uma ferramenta insubstituível nas telecomunicações, na medicina, na industria, na arte – ocupa cada vez mais espaço em shows de música, dança e teatro – e em praticamente todos os campos da atividade humana onde haja necessidade de furar, soldar, iluminar, medir com precisão ou calibrar.

Fonte: super.abril.com.br

Raios Laser

Definição

Os raios laser são feixes luminosas especiais, algumas vezes de grande intensidade, capazes de percorrer longas distâncias sem se espalhar.

O nome é uma sigla derivada da expressão inglesa Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation (amplificação da luz por emissão estimulada de radiação).

Ela descreve o fenômeno básico utilizado nos aparelhos para gerar os raios laser. Este mesmo fenômeno é também empregado em aparelhos que emitem feixes de microondas ou radiação infravermelha.

A palavra “radiação” da sigla nada tem a ver com radiatividade. Refere-se a radiações eletromagnéticas tais como: luz, ondas de rádio, radiação infravermelha e raios X ou seja, ondas que diferem entre si apenas por seu comprimento de onda.

Tal comprimento corresponde à distância entre os pontos máximos sucessivos no perfil de uma onda (a distância entre duas “cristas”). O seu valor varia de 10 km até 1 metro, no caso das ondas de rádio, e de 1 metro a 1 mm, nas microondas.

A radiação infravermelha apresenta um comprimento de onda compreendido entre 1mm e 0,001mm. Seguem-se a luz, a radiação ultravioleta, os raios X e a radiação gama. O conjunto dessas ondas constitui o espectro eletromagnético.

Qualquer átomo pode ser considerado como formado por um núcleo em torno do qual se movem pequenas partículas, os elétrodos. O movimento eletrônico não se processa de um modo qualquer; são permitidas apenas certas classes de movimentos, e a cada uma delas está associada uma certa quantidade de energia.

Quanto mais próximos estão os elétrodos em relação ao núcleo, menor é a energia do átomo. Diz-se que o átomo está no estado fundamental quando possui a menor energia possível. Se sua energia aumenta, ele passa a um d seus vários estados excitados, que corresponde a níveis de energia mais elevados.

Um átomo está normalmente no estado fundamental, mas pode passar a um estado excitado se absorver energia. Há vários modos de produzir a excitação: pela passagem de uma descarga elétrica no material, pela absorção de luz, pelos choques entre átomos, que ocorrem a altas temperaturas.

O átomo sempre tende a voltar ao estado energético mais baixo. Quando ele passa de um nível excitado ao estado fundamental, a diferença de energia deve ser liberada. Ocorre então emissão de luz ou de outra radiação eletromagnética.

De acordo com a teoria quântica, essa radiação é emitida do átomo sob forma concentrada – como uma espécie de partícula, o fóton.

Fótons de uma luz pura, de um único comprimento de onda (luz monocromática) são iguais entre si: todos eles transportam a mesma energia. A cor da luz reflete a energia dos fótons, que é inversamente proporcional ao comprimento de onda. Assim, os fótons da luz azul possuem maior energia que os da luz vermelha.

Nos gases, os átomos ou moléculas estão muito separados uns dos outros, e quase não interferem entre si. Nessas condições, todos os átomos possuem os mesmos níveis de energia, e emitem luz de mesmo comprimento de onda.

Observa-se isso quando se faz passar uma descarga elétrica através de um gás contido em um tubo de vidro (como nos letreiros luminosos). Se a luz emitida pelo gás for decomposta com o auxílio de um prisma, não se observarão todas as cores do arco-íris, mas apenas algumas linhas de certas cores, relacionadas às energia dos fótons.

Por outro lado, num sólido ou líquido aquecido os átomos interferem uns com outros, e por isso os movimentos eletrônicos não são iguais; apresentam, ao contrário, diversas energias.

Consequentemente, cada átomo pode emitir luz de uma determinada cor, e o espectro da luz emitida aparece contínuo, contendo todas as cores do arco-íris. Este é o processo de emissão de luz que ocorre nas lâmpadas incandescentes.

A luz resultante é policromática, isto é, contém muitas cores misturadas. Cada fóton é emitido em uma direção diferente e os instantes em que isso ocorre são independentes. A luz emitida nessas condições denomina-se incoerente.

O conceito de coerência pode ser entendido por meio de uma analogia. Imagine-se várias filas paralelas de pessoas que caminham na mesma direção. Os indivíduos podem estar alinhados, ombro a ombro, como num desfile; ou então as pessoas de uma fila podem ou não coincidir com as de uma outra. Neste último caso, o conjunto move-se fora de passo, ou fora de fase.

Essa é a situação normal das ondas luminosas de uma lâmpada incandescente, pois os fótons são emitidos independentemente. Essas ondas fora de fase são, portanto, incoerentes.

Nas fontes luminosas comuns, a emissão da luz é espontâneo: o átomo que esta no estado excitado emite um fóton após algum tempo, e vai passando a estados de energia cada vez mais baixos, ate atingir o estado fundamental.

Outras vezes, enquanto esta no nível mais elevado, o átomo e atingido por um fóton. Se essa partícula for exatamente igual aquela que esta prestes a emitir, ocorre imediatamente a passagem ate o nível mais baixo. Diz-se então que ocorreu uma emissão estimulada. Tal processo -Fenômeno fundamental do laser – foi previsto teoricamente por Albert Einstein, em 1917.

Normalmente, em um material qualquer, a maioria dos átomos esta no estado fundamental. Por isso, quando um feixe de radiação passa pelo seu interior, alguns átomos podem sofrer uma emissão estimulada; mas muitos outros, em contraposição, absorvem fótons do feixe.

O efeito global desse processo é a diminuição tem a intensidade da luz. Se, por outro lado, o número átomos do estado excitado for maior do que no estado fundamental, o efeito global deste processo é a diminuição de intensidade da luz.

Se, por outro lado, o número de átomos no estado excitado for maior que no estado fundamental, o efeito será oposto: aumento da intensidade do feixe, uma amplificação da radiação. Essa situação em que o nível energético excitado é maior que o fundamental é denominada inversão de população.

O feixe luminoso emitido por um processo estimulado possui características especiais. Em 1º lugar, todos os fótons apresentam a mesma energia, com variações mínimas.

A luz é portanto monocromática. Além disso, o fóton emitido move-se paralelamente ao fótons que havia provocado a emissão estimulada. O feixe é, emitido em uma só direção ao invés de se espalhar: a luz é então colimada. Por fim, todos os fótons estão em fase, e a radiação é portanto coerente.

Essas propriedades – monocromaticamente, colimação e coerência – constituem as características essenciais de todo feixe laser.

Os primeiros aparelhos a funcionar segundo esses princípios era amplificadores de radiação eletromagnética denominados masers. A letra “M” inicial vêm da palavra microwave.

Os primeiros masers utilizavam a amônia como material emissão. A molécula desta substância é formada por um átomo de nitrogênio e 3 de hidrogênio.

Ela possui um grande número de estados excitados. Uma de suas transições energéticas produz a emissão de uma radiação de comprimento de onda igual a 1,2 cm, que está no campo das microondas.

A obtenção de inversão da população é relativamente fácil nos masers. Um campo elétrico pode separar as moléculas excitadas das que possuem energia mais baixa. Esse processo de filtragem permite obter uma concentração adequada de moléculas excitadas.

Elas são transportadas para uma caixa, dentro da qual ocorre a amplificação. Assim, uma onda fraca de comprimento igual a 1,2cm, que penetra na cavidade que penetra na cavidade por uma das extremidades sai pelo lado oposto com maior intensidade devido a emissão estimulada nas moléculas de amônia.

Se a radiação atravessar uma única vez a cavidade, a amplificação será pequena. Pode-se, no entanto, fazer com que as microondas sejam refletidas nas extremidades da caixa, indo e voltando dentro dela antes de sair, o que produz a emissão de um número cada vez maior de fótons.

Atualmente, utilizam-se masers em radiotelescópios, para intensificar as radiações recebidas do espaço.

O 2º tipo de amplificador de emissão estimulada a ser construído foi o laser de rubi. Utiliza bastões de rubi sintético, cristais de alumina em que os átomos de alumínio são substituídos por outros de cromo. A presença dessa impureza fornece ao rubi sua cor vermelha, e possibilita a emissão estimulada.

A excitação de átomos é realizada por meio de uma lâmpada de flash eletrônico, colocada em volta ou ao lado do rubi. Os átomos de cromo absorvem fótons dessa luz e, sendo ela suficientemente intensa, ocorre a inversão de população.

Ao invés de introduzir-se no Rubi um feixe luminoso para ser amplificado como no maser, utiliza-se a própria luz emitida espontaneamente pelos átomos. Os fótons emitidos tomam direções arbitrárias.

Alguns deles podem sair do cristal; outros se movem paralelamente a sua extensão. Neste caso, eles serão refletidos nas extremidades do rubi, que são planas, polidas e revestidas com um material refletor.

Este feixe vai e volta pelo cristal, e vai sendo amplificado pela emissão estimulada. Produz-se então um feixe de luz vermelha muito intensa mas geralmente curta. Isso porque o laser de rubi, funciona normalmente em sistema descontínuo, ou pulsante. Quando, porém, o fornecimento de energia é constante e muito intenso, a emissão da luz pode ocorrer continuamente.

Além de vários tipos de laser que empregam sólidos e líquidos, há outros que utilizam gases. O primeiro a ser construído nesse sentido, empregava uma mistura de hélio e neônio. O bombeamento era realizado pela passagem de uma corrente elétrica no interior do Gás.

Primitivamente, esse laser era utilizado para obter radiação infravermelha de comprimento de onda igual a 1,15 micrometros; atualmente, são empregados principalmente para produzir luz vermelha.

Existem dois tipos básicos de lasers

B de impulsos e o de emissão contínua. A diferença entre eles é que o primeiro fornece uma certa energia em um tempo muito pequeno, com uma potência extremamente alta; e o segundo, vai emitindo sua energia aos poucos, com uma intensidade muito menor.

Nos lasers a impulsos (material de estado sólido), a emissão se dá da seguinte maneira: a energia acumulada nos átomos de um rubi, por exemplo, é liberada em um tempo muito curto.

Já nos lasers de emissão contínua (material de estado gasoso) é diferente: a luz é constantemente refletida de um lado para o outro, dentro de um tubo que contém um gás. A cada passagem do feixe de luz, a intensidade aumenta um pouco (se não houver algo que absorva a luz, caso contrário a emissão se amortece).

Dentro desses tipos básicos de lasers, existem outros tipos mais específicos, que distinguem-se segundo o material ativo empregado e o tipo de excitação utilizada para desencadear o processo.

Segundo MATZNER, “…esta luz tipo laser pode ser obtida a partir de substâncias sólidas, líquidas ou gasosas, as quais podem ser estimuladas por 3 formas diferentes:

– Bombardeamento ótico;

– Bombardeamento por RF ou corrente contínua;

– Bombardeamento de injeção de uma corrente intensa.” (MATZNER, 1983, p. 22)

Nos lasers a partir de substâncias gasosas, encontra-se:

Laser atômico: é aquele que se utiliza da transição de átomos não ionizados entre diferentes níveis de energia.

Laser iônico: é aquele que funciona através da colisão de elétrons em seus átomos, com excitação por corrente continua ou Rádio Frequência (RF).

Laser molecular: é aquele em que é necessário “quebrar” a molécula do gás 
para que haja a emissão da luz.

Dentro dos 3 tipos de bombardeamento descritos acima, existem diversos tipos de lasers, tais como:

Laser de CO2:

O laser de CO2 é do tipo molecular. Para excitar as moléculas do gás, o dióxido é misturado com o nitrogênio e com hélio o qual aumenta sua condutividade térmica.

Como dissemos anteriormente, para que o gás emita luz, suas moléculas têm que ser quebradas e, por isso, esse gás tem que ser renovado constantemente no interior do tubo. Em outras palavras, precisamos de um fluxo contínuo de gás pois as moléculas usadas não podem ser reaproveitadas.

Laser de Argônio e Criptônio:

Segundo MATZNER, “são dois lasers iônicos, que apresentam diferença apenas na emissão de freqüências em que eles podem gerar. A corrente de ionização desses lasers varia entre 10 e 60 A. … É uma corrente de elevada densidade, pois é extremamente concentrada no interior do tubo, (cerca de 103 A/cm2).

O laser de Argônio atua em duas freqüências principais: 488nm (azul) e 514,5nm (verde). O de criptônio trabalha em 4 freqüências fundamentais: 476,2nm (azul), 520,8nm (verde), 647,1nm (vermelho) e 568,2nm (amarelo). Além disso ambos podem atuar na faixa de ultravioleta, onde são utilizados para dar “partida” em lasers de corantes sintonizáveis.” (MATZNER, 1983, p. 24)

Laser a Vapor de Metal (cádmio e selênio):

Esse laser é do tipo iônico. A transição entre os níveis ionizados do vapor de metal é utilizada para obter a emissão estimulada. O vapor é obtido a partir do pré-aquecimento do metal, e a esse vapor é acrescentado um gás metaestável, no caso o hélio, que serve de estímulo através das colisões, que fazem com que haja transferência de energia e o vapor passa a emitir o raio.

Laser de YAG/Nd, Nd/vidro e rubi:

Esses lasers, de acordo com MATZNER, “utilizam cristais iônicos dopados ou bastões de vidro, que são bombardeados oticamente, através de uma ou mais lâmpadas tipo flash (de xenônio) ou com fontes contínuas de luz (lâmpadas de criptônio).

Os elementos ativos do rubi são os íons de cromo, enquanto no de YAG/Nd é o Nd o elemento dopado. Quando os fótons da lâmpada excitadora atinge o material dopado, transferem sua energia do material e ocorrem então a emissão de novos fótons, de forma semelhante ao que ocorre no laser de He-Ne (hélio-neônio)…

O laser de Nd/vidro trabalha apenas em regime pulsado, devido a baixa condutividade térmica do vidro; possui uma ampla faixa de transição de freqüência (30 à 40 nm) devido a ausência de homogeneidade nos cristais … ” (MATZNER, 1983, p. 24)

Laser Químico:

Nesse laser, a emissão de energia é obtida por intermédio de reações químicas. Como sabemos, todas as reações químicas liberam energia de diversas formas. Portanto, através delas é possível formar tal laser que é considerado um dos mais potentes. A maioria desses tipos de laser emite seu raio na faixa do infravermelho, entre 1,06 e 10,6 nm.

Laser de Nitrogênio, Hidrogênio e Excimer:

Os lasers de nitrogênio são do tipo molecular. Têm como característica um raio no comprimento de onda do ultravioleta. Esses tipos (N2 e H2) apresentam um tipo de vida muito curto, conseqüentemente, só podem operar no regime pulsado.

O laser chamado Excimer consiste de átomos de um gás raro e átomos de um halogênio quimicamente instável, unidos no estado de excitação. Esses átomos (no estado de excitação) apresentam um intervalo de tempo grande para voltarem a sua lacuna – em outras palavras, tempo de vida longo – , ao contrário dos lasers de nitrogênio e hidrogênio.

Laser de Hélio-Neônio (He-Ne):

Nesse tipo de laser, o hélio tem apenas a função de auxiliar o neônio, pois apenas os átomos dele (Ne) estão diretamente envolvido na transição de níveis da camada de valência. A elevação do gás do estado de excitação não é feita diretamente pela fonte de alimentação.

Laser a Corante:

“Esses lasers atuam por bombardeamento ótico e, geralmente, dependem de outros lasers como estimuladores para atingirem a inversão de população. Esse bombardeamento pode ser pulsado ou contínuo …” (MATZNER, 1983, p. 28)

Laser a Semicondutor:

Algumas junções semicondutoras mostram grande eficiência na emissão de raio laser e geralmente são excitados por corrente elétrica, feixe de elétrons ou bombardeamento ótico.

Fonte: pt.scribd.com