La luz no siempre viaja en todas las direcciones. Es cierto que si toma una bombilla, los fotones se emitirán en todas las direcciones, pero eso no es válido para un láser.
“Láser” significa amplificación de luz por emisión estimulada de radiaciones. La magia está en la parte de Emisión Estimulada. Imaginemos que su cavidad láser está hecha simplemente de dos espejos colocados alrededor de un cierto medio de ganancia. Este medio de ganancia es donde ocurre la emisión estimulada. Por lo general, se carga para que sus átomos entren en un estado excitado. Puede haber diferentes medios de ganancia y diferentes formas de cargarlos, pero creo que es más fácil considerar un ejemplo: el primer láser construido. Estaba usando una lámpara de flash para bombear un cristal Ruby. En cada destello, parte de los átomos en el cristal se ponen en un estado excitado de mayor energía.
Los átomos en el cristal de rubí no permanecerán en este estado excitado para siempre. En algún momento, querrán relajarse a su nivel de energía terrestre, y cuando esto suceda, emitirán un fotón. Hay dos maneras en que esto puede suceder. La primera posibilidad es que no ocurra nada específico en el cristal de rubí, y los átomos simplemente se relajen espontáneamente de vez en cuando, emitiendo fotones en todas las direcciones posibles. La segunda posibilidad es que un fotón (fotón 1) pase junto a uno de los átomos excitados. Si esto sucede, el átomo volverá a su nivel de energía terrestre y emitirá un fotón (fotón 2) en la misma dirección que el fotón número 1. Esto se llama emisión estimulada.
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Si ahora repite este proceso, verá que realmente alinea todos sus fotones en una dirección. Por lo general, uno de los espejos de la cavidad no es totalmente reflectante, lo que significa que dejará que pasen algunos fotones en cada viaje de ida y vuelta, y esto es lo que ve con su láser.
Ahora podría estar pensando que la dirección de emisión depende de cómo se crea el primer fotón en la cavidad. Esto es parcialmente cierto, porque nos aseguramos de que nuestra cavidad tuviera solo dos espejos en cada lado, lo que significa que cualquier fotón que vaya en una dirección diferente al eje principal de nuestra cavidad no golpeará ambos espejos y lo hará (tal vez después de algunos viajes de ida y vuelta). ) ser absorbido por lo que sea que esté alrededor de la cavidad.
Ahora, en cuanto a su segunda pregunta de por qué podría ver un láser muy brillante. En realidad, no verías nada si lanzaras tu láser en el vacío. Desafortunadamente, incluso nuestra habitación más limpia no está completamente limpia y contiene partículas muy pequeñas (polvo). Cuando esas pequeñas partículas atraviesan un rayo láser, pueden ser alcanzadas por un par de fotones que luego se reflejarán en todas las direcciones. Algunos de esos fotones eventualmente golpearán tus ojos, y es por eso que puedes ver el láser.
Espero que esto haya ayudado.
