Óptica Moderna Fundamentos e aplicações - Fotonica.ifsc.usp.br ...

Interação luz-matéria: tratamento semi-clássico<br />
pequeno para que coubesse na mão. Curiosamente, o fotógrafo designado<br />
pelo laboratório Hughes para divulgar a descoberta achou que o laser real<br />
era muito pequeno e fez Maiman posar com um laser maior, mas que não<br />
funcionava. As fotografias mostrando Maiman com este laser circulam<br />
ainda hoje e são usadas em muitas publicações.<br />
Embora os lasers que emitem luz visível sejam os mais comuns,<br />
seus princípios básicos de funcionamento se aplicam na maior parte do<br />
espectro eletromagnético. A primeira emissão estimulada foi conseguida<br />
na região de microondas, mas agora os lasers operam desde o<br />
infravermelho até o ultravioleta e pesquisas estão sendo realizadas para se<br />
produzir um laser operando na região dos raios X. Os lasers atualmente<br />
em uso possuem potências de que vão de menos de 1 mW até muitos kW<br />
de luz contínua, e alguns produzem trilhões de watts em pulsos<br />
extremamente curtos. As áreas militar e de energia tem desenvolvido<br />
lasers que ocupam edifícios inteiros, enquanto que o laser mais comum<br />
usa um dispositivo semicondutor que possui um tamanho típico de um<br />
grão de areia.<br />
S. C. Zilio Óptica Moderna – Fundamentos e Aplicações<br />
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10.2 Emissões espontânea e estimulada<br />
O entendimento de alguns princípios fundamentais é essencial<br />
para a explicação de como a emissão estimulada é produzida e<br />
amplificada. O primeiro desses princípios relaciona-se com o fato de que<br />
o laser é um dispositivo inerentemente quântico e que a quantização da<br />
energia deve ser invocada para explicar sua operação. A Física Clássica<br />
parte do pressuposto que energia pode variar contínua e suavemente e que<br />
os átomos e moléculas podem possuir qualquer quantidade de energia. O<br />
trabalho de Niels Bohr, que se tornou a chave para o desenvolvimento da<br />
mecânica quântica, estabelece que os átomos e moléculas só podem ter<br />
quantidades discretas de energia, chamadas de quantas de energia. Alguns<br />
conceitos ligados ao fóton, átomo e quantização da energia, necessários<br />
para se entender a operação de um laser, são:<br />
• Na descrição quântica, um átomo possui níveis discretos de energia.<br />
• A emissão de luz espontânea e estimulada só ocorre se houver<br />
transições entre níveis de energia.