Il Laser (acronimo di Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) è un dispositivo optoelettronico che genera un fascio di luce con proprietà fisiche uniche, impossibili da ottenere con sorgenti luminose convenzionali (come lampadine o LED).
Il funzionamento del laser si basa sulla teoria quantistica di Einstein e richiede tre componenti fondamentali:
- Mezzo attivo: un materiale (gas, solido o semiconduttore) i cui atomi possono essere eccitati.
- Sistema di pompaggio: una sorgente esterna di energia (luce o corrente elettrica) che crea una “inversione di popolazione”, portando più atomi in uno stato eccitato rispetto a quello fondamentale.
- Cavità ottica (Risonatore): una coppia di specchi che riflette la luce avanti e indietro attraverso il mezzo attivo, amplificandola tramite emissione stimolata.
Le proprietà distintive della luce laser sono:
- Monocromaticità: la luce ha una sola lunghezza d’onda (colore) estremamente precisa.
- Coerenza: tutte le onde luminose oscillano perfettamente in fase tra loro nello spazio e nel tempo.
- Collimazione: il raggio rimane estremamente sottile e non si disperde anche a grandi distanze (bassa divergenza).
Ingegneristicamente, il laser è una tecnologia trasversale: è il cuore delle comunicazioni in fibra ottica, viene usato nella manifattura per il taglio e la saldatura laser ad altissima precisione, in medicina per la chirurgia oculistica, e in metrologia per misure di distanza di precisione (Lidar).