Historia del laser

Desde el siglo I Plinio, historiador de la época, menciona en uno de sus escritos la palabra láser, para referirse a una planta herbácea de las costas del mar mediterráneo, la cual era usada por los Romanos para curar varias enfermedades, gracias a sus milagrosas propiedades. Existen evidencias de que las culturas antiguas como los Egipcios, Griegos y Mayas usaban la luz del sol como medio terapéutico.
La primera vez que se usa la luz artificial como medio terapéutico es a finales del siglo XVIII y principios del siglo XIX, cuando el físico danés Niels Finsen invento un dispositivo de cuarzo y agua, con el cual produjo una luz ultravioleta capaz de curar la psoriasis y el vitiligo por medio de la fototerapia, este fue el primer científico que utiliza luz artificial como medio terapéutico.
La historia comenzó en 1916, cuando Albert Einstein estudiaba el comportamiento de los electrones en el interior del átomo. Por lo general los electrones son capaces de absorber o emitir luz. El proceso de emisión estimulada fue propuesto por Einstein y es el proceso fundamental gracias al cual existe el láser. En este proceso se tiene la interacción entre un fotón y un átomo que inicialmente se encuentra en un estado excitado. Como resultado de esta interacción el átomo pasa a su estado base, emitiendo en el proceso un fotón que tiene las mismas características de dirección y de fase que el fotón inicial, cuando esto ocurre decimos que la radiación electromagnética resultante es coherente. Es importante destacar que en este proceso esta ocurriendo realmente una amplificación de fotones, pues inicialmente tenemos un solo fotón y después del proceso de emisión estimulada tenemos dos fotones.
Podemos afirmar que el germen que dio origen al desarrollo del láser surgió cuando el fenómeno de emisión estimulada fue propuesto. A pesar de que R Ladenberg verifico el pronostico de Einstein en 1928, nadie pensó seriamente en construir un dispositivo basado en el fenómeno en cuestión hasta principios de los años cincuenta.
Recordemos que láser significa amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación. Einstein descubrió la emisión estimulada,pero para fabricar un láser se precisa también amplificación de dicha emisión estimulada.
La primera propuesta conocida para la amplificación de la emisión estimulada apareció en una solicitud de patente soviética en el ano 1951, presentada por V.A. Fabrikant y dos de sus alumnos. Sin embargo, dicha patente no se publico hasta 1959 y por consiguiente no afecto a los demás investigadores. Fabrikant sigue siendo un misterio en la actualidad, unos de los olvidados en la ruta de la investigación del láser. En 1953, Joseph Weber, de la Universidad de Maryland, propuso también la amplificación de la emisión estimulada y al año siguiente los rusos Basov y Prokhorov, escribieron un articulo explorando a fondo el concepto. Desde entonces a Weber se le ha pasado a conocer mejor por sus investigaciones en otro campo, el de la detección de ondas de gravedad basándose también en otra Antigua idea de Albert Einstein.
Estas son fechas oficiales correspondientes a la primera parte de la carrera del láser. Pero el hecho mas significativo tuviese lugar en el banco de un parque en Washinton DC durante la mañana del 26 de abril de 1951. Charles H Townes se encontraba en Washington para asistir a una reunión de físicos y compartía la habitación de un hotel con Arthur Schawlow.
En realidad, Townes asistía a una conferencia donde se hablaba de ondas milimétricas y Schawlow tomaba parte en otra reunión. Uno de los grandes intereses de Townes consistía en generar ondas cortas para sus investigaciones, que era algo que no había logrado todavía. Townes, casado y con hijos menores estaba acostumbrado a levantarse temprano, mientras que Schawlow, soltero solía levantarse tarde. Townes se despertó por la mañana temprano y para no molestar a Schawlow decidió ir a dar un paseo y fue precisamente en un banco del parque Franklin de Washington, donde se le ocurrió la gran idea.
Se dio repentinamente cuenta de las condiciones necesarias para amplificar la emisión estimulada de microondas. Las microondas son ondas electromagnéticas muy cortas como por ejemplo las que se utilizan en algunos tipos de hornos. No se trata de ondas luminosa y sin embargo la revelación de Townes tuvo una importancia sumamente transcendental para el láser. La idea de Townes, segun sus propias palabras en aquella época, solo parecía factible en parte, siguiendo el método tradicional de los catedráticos de fisica. Formuló el problema en forma de tema para una tesis y se lo ofreció a Gordon alumno licenciado de la Universidad de Columbia.
Tres anos mas tarde en 1954 Gordon, Townes y Zeiger habrían logrado construir en Columbia un modelo experimental que amplifica la radiación con una emisión estimulada con longitud de onda dentro del área de microondas del espectro electromagnético el cual se le dio el nombre de Maser (amplificación de microondas por emisión estimulada de radiación)
En 1958 Townes y Schawlow demostraron que es posible reproducir esa emisión estimulada de radiación dentro del área lumínica del espectro electromagnético. En 1960 Theodore H Maiman construye el primer láser de rubí en los laboratorios de Howard Hughes, con una longitud de onda de 694 nm. Aqui se abre el camino para el desarrollo de varios tipos de láser con diferentes longitudes de onda y diversas aplicaciones.
En 1961 Ali Javan creo el láser de helio neón HeNe. En 1962 Bennett crea el láser de argón. En 1964 Townes, Basov y Prokhorov compartieron el premio Nóbel de física. A Townes se le otorgó la patente del maser. A Maiman se le otorgo una patente del láser de rubí.
En 1964 La tecnología láser crece dentro del área de la cirugía. Kuman N Pastel introduce el láser de dióxido de carbono CO2. Guesic Marcos y Van Viter introducen el láser ND:YAG. Stern, Sognnaes, fueron los pioneros en usar el láser de rubí para investigación y aplicación en odontología. En 1977 Shafir hace las primeras aplicaciones del láser de CO2 en odontología. Goldman, Sognnaes y Myers fueron los primeros en investigar los efectos del láser en los tejidos duros.
En 1983 Terry Myers, encuentra que es posible vaporizar caries con láser de ND:YAG, diseña algunos cambios y adaptaciones para uso dental como son las pulsaciones y el que se pueda trasmitir a través de fibras ópticas lo que facilita su uso en odontología. En 1989 Myers comienza a trabajar en el primer láser dental de ND:YAG, modelo dLase 300 con el cual obtienen excelentes resultados.