Cosa è il laser e il suo utilizzo nella robotica
Cosa è il laser e il suo utilizzo nella robotica

Laser è l’acronimo della sigla Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, che in italiano si traduce in “amplificazione della luce mediante emissione stimolata di radiazione”.

Cosa è il laser

È un dispositivo che emette una luce uniforme (onda elettromagnetica a una sola frequenza), generata dalla stimolazione di una sostanza (es. gas) o di un dispositivo elettronico (es. diodo semiconduttore), amplificato da specchi che dirigono il fascio di luce verso una sola direzione.

Il laser, infatti, a differenza della luce emessa dal sole o dalle lampadine che emettono luce in tutte le direzioni (e che possiamo ricevere anche noi che le osserviamo), invia un singolo fascio di luce che riusciamo a vedere solo se incontra degli ostacoli (come quando passa attraverso il pulviscolo).

Il funzionamento

Cosa è il laser
Cosa è il laser: schema di funzionamento

Il laser è composto da tre parti fondamentali:

  • Mezzo attivo: è il mezzo che genera onde elettromagnetiche (fotoni o onde luminose) una volta stimolato da una sorgente di energia. Può essere un liquido, un gas o un solido.
  • Sorgente di energia: è la sorgente che, inviata verso il mezzo attivo, provoca l’emissione di onde luminose.
  • Specchi riflettori: sono specchi che consentono la concentrazione delle onde luminose generate dal mezzo attivo e la loro concentrazione e filtro in una singola onda luminosa in uscita.

Storia

Albert Einstein, il primo scienziato che teorizzò il laser
Albert Einstein, il primo scienziato che teorizzò il laser

Albert Einstein formulò la teoria del laser a inizio ‘900. Lo scienziato approfondì le leggi della radiazione di Max Plank e scoprì il fenomeno dell’emissione stimolata, per amplificare le onde elettromagnetiche.

Negli anni ’50, gli studi sulla teoria quantistica che descrive l’emissione di onde stimolate, consentono ai fisici Charles Townes, Nikolay Basov e Alexander Prokhorov di conseguire il premio Nobel.

Solo nel 1960 Theodore Maiman costruisce il primo prototipo funzionante di laser presso gli Hughes Research Laboratories di Malibu, California.

Ma il vero padre del laser non è ancora stato riconosciuto e ancora oggi ci sono dispute su chi abbia registrato per primo il brevetto dell’invenzione.

I campi di applicazione

Flux Beamo: la macchina a taglio laser per l'uso domestico
Flux Beamo: la macchina a taglio laser per l’uso domestico

Lavorazioni di materiali

Il laser permette di incidere, forare, tagliare, saldare materiali di diversa natura e consistenza, come plastica, legno, metalli , vetro.

Un esempio sono le macchine a taglio laser, che hanno permesso di abbattere i costi per creare forme a partire da un disegno elaborato al computer e applicato al materiale. Un robot comanda il laser nei suoi movimenti e lo muove sul materiale per eseguire il disegno. Le macchine a taglio laser, come la FLUX Beamo, sono ormai alla portata di tutti e si possono acquistare per realizzare oggetti anche in casa.

Misurazioni e telerilevamento

Il laser permette di effettuare misure molto precise anche su grandi distanze. La misura è calcolata come il rapporto tra il tempo in cui il fascio laser arriva all’ostacolo e torna al punto di partenza.

Anche i robot utilizzano il laser per “vedere” l’ambiente circostante, con dispositivi come il Lidar.

Telecomunicazioni e fibre ottiche

Le fibre ottiche utilizzano il laser per trasmettere l’informazione a grandi distanze. Le fibre ottiche superano, infatti, il limite dei cavi elettrici che richiedono apparati di amplificazione del segnale elettrico. Inoltre, la velocità di trasmissione è molto più alta di quella dei cavi elettrici.

Applicazioni mediche

Il laser è utilizzato in Oftalmologia, in Chirurgia Generale, in Chirurgia con microscopio operatorio, in Chirurgia endoscopica.