Laser a coloranti

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Immagine ravvicinata di un laser a coloranti da tavolo, basato su Rodammina 6G, emittente a 580 nm (giallo-arancio). Il fascio laser emesso è visibile come una debole linea gialla. La soluzione arancione di colorante entra nel laser da sinistra, ed è pompata dal fascio di un laser ad argo da 514 nm (blu-verde). Il getto di colorante è al centro dell'immagine, dietro la finestra gialla.

Un laser a coloranti è un laser che usa un colorante organico, solitamente in soluzione liquida, come mezzo di amplificazione della luce.

In confronto ai mezzi gassosi e a quelli solidi, un colorante può essere usato per ottenere una gamma molto più ampia di lunghezze d'onda; l'ampia larghezza di banda li rende particolarmente adatti per laser sintonizzabili e per laser ad impulsi. Inoltre è sempre possibile sostituire il colorante usato con un altro e cambiare facilmente lunghezza d'onda, anche se a volte è necessario sostituire altre parti del laser.

L'ampia banda di assorbimento dei coloranti laser è attribuita alla transizione dallo stato elettronico fondamentale S0 al primo stato singlet eccitato S1. Il momento di dipolo per questo passaggio è in genere molto grande e dà origine ad una banda di assorbimento con una energia di oscillazione vicina all'unità. La transizione inversa S1->S0 è responsabile sia della fluorescenza sia dell'emissione stimolata che dà origine al fascio laser.

I laser a coloranti vengono usati anche in dermatologia, per rendere omogenea la tonalità della pelle.

Costruzione[modifica | modifica wikitesto]

Poiché i coloranti organici tendono a degradarsi sotto l'effetto della luce, la soluzione di colorante perde lentamente concentrazione; per ovviare a questo inconveniente viene reintegrata costantemente da un serbatoio esterno. Fisicamente, il liquido viene fatto circolare in una cuvetta, un apposito contenitore di vetro, oppure espulso a pressione da una apposita bocchetta in un getto planare. Entrambe le tecniche hanno pro e contro: con un getto di colorante si evitano le perdite di riflessione sulle superfici di vetro e la relativa contaminazione, al prezzo di un allineamento del fascio più complicato da ottenere e mantenere.

Sostanze chimiche usate[modifica | modifica wikitesto]

Alcuni dei coloranti usati comunemente sono: rodammina 6G, fluorescina, cumarina, stilbene, umbelliferone, tetracene, verde malachite e altri.

Ad alcuni coloranti si mescola adamantano come additivo per rallentarne il degrado fotochimico.

Si possono aggiungere cicloeptatriene e cicloottatetraene (COT) alla rodammina 6G come smorzatori di triplette, aumentandone la potenza laser in uscita: si possono raggiungere potenze di 1.4 kilowatt a 585 nm con Rodammina 6G e COT in soluzione di metanolo e acqua.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

F. P. Schäfer and K. H. Drexhage, Dye Lasers., 2nd rev. ed., vol. 1, Berlin; New York: Springer-Verlag, 1977.