Handbook of Lasers – Marvin J. Weber – 1st Edition

Los láseres siguen siendo un campo de actividad sorprendentemente sólido, con fronteras científicas y tecnológicas en continua expansión. Así, hoy tenemos láseres sin inversión, láseres de cascada cuántica, láseres en medios fuertemente dispersos, láseres en biomateriales, láseres en cristales fotónicos, láseres de un solo átomo, especulaciones sobre los láseres de agujeros negros, pulsos de láser de femtosegundos de duración de sólo unos pocos ciclos, láseres con anchos de línea subhercios, láseres semiconductores con vidas operativas previstas de más de 100 años, potencias máximas en el régimen de petavatios y láseres de pulsos de megajulios planificados, tamaños que van desde láseres semiconductores con dimensiones de unas pocas micras de diámetro y unos cientos de átomos de espesor hasta enormes láseres de vidrio con cientos de haces para la investigación de la fusión por confinamiento inercial, láseres que cuestan desde menos de un dólar hasta más de mil millones de dólares y un mercado multimillonario por año. Además, la presencia casi omnipresente de láseres en nuestra vida diaria atestigua el prolífico crecimiento de su utilización.

El láser está en el centro de la revolución que está uniendo los dispositivos fotónicos y electrónicos. En las últimas cuatro décadas, el láser se ha convertido en una herramienta invaluable para la humanidad que abarca aplicaciones tan diversas como ciencia, ingeniería, comunicaciones, fabricación y procesamiento de materiales, terapéutica médica, entretenimiento y exhibiciones, almacenamiento y procesamiento de datos, detección ambiental, militar, energía, y metrología. Es difícil imaginar investigaciones modernas en física, química, biología y medicina sin el uso de radiación de varios sistemas láser. La acción del láser ocurre en todos los estados de la materia: sólidos, líquidos, gases y plasmas. Dentro de cada categoría de medio láser puede haber diferencias en la naturaleza del ion o centro láser activo, la composición del medio y las técnicas de excitación y operación.

Para algunos láseres, la tabla periódica ha sido ampliamente explorada y explotada, para otros $en particular los láseres de estado sólido$, el régimen compositivo de los anfitriones continúa expandiéndose. En el caso de los láseres semiconductores, la capacidad de hacer crecer estructuras especiales, una capa atómica a la vez, mediante epitaxia en fase líquida, epitaxia de haz molecular y deposición química de vapor organometálico ha dado lugar a numerosas estructuras y configuraciones operativas nuevas, como pozos cuánticos y superredes. , y a una proliferación de nuevas longitudes de onda láser. Los láseres de cascada cuántica son ejemplos de materiales láser por diseño. La cantidad y el tipo de láseres y su cobertura de longitud de onda continúan ampliándose. Cualquiera que busque una fuente de fotones se enfrenta ahora a una enorme cantidad de láseres y longitudes de onda láser posibles.

Los rangos de salida espectral de los láseres sólidos, líquidos y gaseosos se muestran en la Figura 1 y se extienden desde las regiones de rayos X suaves y ultravioleta extremo hasta longitudes de onda milimétricas, superponiéndose así a los máseres. Mediante el uso de diversas técnicas de conversión de frecuencia $generación armónica, oscilación paramétrica, mezcla de frecuencias de suma y diferencia y desplazamiento Raman$, la longitud de onda de un láser determinado se puede extender a longitudes de onda más largas y más cortas, ampliando así su cobertura espectral. Este volumen busca proporcionar una recopilación completa y actualizada de láseres, sus propiedades y referencias originales en un formato fácilmente accesible para científicos e ingenieros de láser y para aquellos que contemplan el uso de láseres. La compilación también indica el estado del conocimiento y el desarrollo en el campo, proporciona un medio rápido para obtener datos de referencia, es un camino hacia la literatura, contiene datos útiles para comparar con predicciones y/o desarrollar modelos de procesos, y puede revelar aspectos fundamentales. inconsistencias o conflictos en los datos. Cumple una función de archivo y como indicador de nuevas tendencias emergentes.