Emisión estimulada

La palabra láser es un acrónimo de las siguientes palabras en inglés "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation." es decir, amplificación de la luz por la emisión estimulada de radiación. El rayo láser se crea a partir de una sustancia denominada medio activo, que cuando se estimula con luz o electricidad produce fotones de una longitud de onda específica. Los láseres se caracterizan por ser monocromáticos, unidireccionales y coherentes, y se emiten desde un medio activo estimulado. La monocromacidad significa que el rayo láser está formado por una única longitud de onda de luz. Por ejemplo, todos los láseres dentales se encuentran en la parte visible o infrarroja del espectro electromagnético. Una vez que el rayo láser se produce, viaja en una dirección (por lo tanto, es unidireccional), si bien la divergencia del rayo varía según el tipo de láser y el dispositivo de transmisión asociado. La coherencia es la propiedad por la cual el láser es una longitud de onda única, y todos los picos y valles de cada onda viajan al unísono.

Los medios activos en el campo de la Odontología pueden ser de estado sólido, gaseoso o semiconductor. Los láseres de estado sólido son una matriz de cristal dopada con átomos excitables emisores de luz; tales como el itrio, el aluminio y el granate (Er:YAG). En el caso del láser de CO2 el medio activo se sella en una cámara hermética. El láser de diodo tiene un semiconductor que cuando se estimula con electricidad, emite luz láser.

Imagen 1. Emisión estimulada
Esta imagen muestra las características de la emisión estimulada en la física del láser.

La emisión estimulada es un fenómeno que ocurre dentro del medio activo. Por ejemplo, en los láseres Er:YAG en estado sólido, la luz de una lámpara de flash estimula el erbio a través de un proceso denominado bombeo óptico. Cuando un átomo de erbio absorbe un fotón, sus electrones se elevan a un nivel de energía más alto. Cuando los electrones vuelven a un estado menor de energía, se emiten dos fotones idénticos que pueden estimular más átomos en una reacción en cadena, lo que resulta en la amplificación de la luz producida. Los espejos que rodean el medio activo, y conforman el resonador, aumentan aún más la energía luminosa. Un espejo, denominado acoplador de salida, tiene una reflectividad de menos del 100%. La luz se fuga del acoplador de salida, y los fotones forman el rayo láser. Una vez que se crea el rayo, se transporta al tejido objetivo mediante el dispositivo de transferencia del rayo. Los espejos en los brazos articulados y las fibras ópticas son ejemplos comunes de dichos dispositivos.

Imagen 2.  Diagrama de los componentes básicos de los láseres dentales.
Esta imagen contiene un diagrama de los componentes básicos de los láseres dentales.

El rayo láser es colimador y se emite de la pieza de mano como una columna de luz. El rayo divergirá a una velocidad según el dispositivo, la pieza de mano y la punta utilizada. Una vez que el rayo alcanza el tejido, el punto tendrá un tamaño específico dependiendo de la distancia hasta la pieza de mano y su divergencia específica. La densidad de energía se refiere a la cantidad real de energía que llega al tejido dentro del área del punto. Esta densidad de energía varía considerablemente según los parámetros de energía, divergencia y distancia.