Láser Excimer

Excimer es una forma abreviada de "dímero excitado", que denota el hecho de que el medio de láser en este tipo de láser, es una molécula diatómica excitada. Estos láseres suelen producir pulsos de luz ultravioleta. Están siendo investigados para su uso en la comunicación con los submarinos, convirtiendo las pulsaciones emitidas desde los satelites en luz azul-verde dirigida a los submarinos a través del agua del mar.

Los excímeros utilizados suelen ser los formados por gases nobles y halógenos en descargas de gas electroexcitadas. Las moléculas como XeF son estables sólo en sus estados excitados y rápidamente se disocian cuando hacen la transición a su estado normal. Esto hace posible inversiones de gran población, porque el estado normal se agota por esta disociación. Sin embargo, los estados excitados son de muy corta duración en comparación con otros estados metaestables de láser, y láseres como el láser excimer XeF requiere altas tasas de bombeo. Los láseres excimer se caracterizan por producir después de una descarga rápida de un haz de electrones, pulsos de salida de alta energía en el azul o el ultravioleta.

Láser Excimer XeF

El gas noble xenón y el muy activo flúor no parecen que vayan a formar una molécula, pero sí lo hacen en un entorno de plasma caliente por una descarga de gas, iniciada por un haz de electrones. Son sólo estables en su estado excitado. Si están "estables" se puede utilizar para moléculas que sufran decaimiento radiactivo entre 1 a 10 nanosegundos. Este es el tiempo suficiente para lograr una acción láser pulsada en el azulverde, sobre la banda que va desde 450 a 510 nm., con un máximo a los 486 nm. Se pueden obtener pulsos de alta energía, porque las secciones transversales de emisión estimulada de las transiciones del láser son relativamente bajas, permitiendo la acumulación de una gran inversión de población. Tambien se mejora la energía por el hecho de que el estado fundamental del XeF se disocia rápidamente, por lo que hay poca absorción para apagar la acción del pulso láser.

Láser de Electrón Libre

La radiación de un láser de electrones libres se produce por los electrones libres que se ven forzados a oscilar de forma regular, por la aplicación de un campo. Por lo tanto, se parecen más a las fuentes de luz sincrotrón o tubos de microondas que a otros láseres. Son capaces de producir radiación altamente coherente y colimada en una amplia gama de frecuencias. La estructura del campo magnético que produce el campo alternativo se llama comúnmente imán "wiggler".

El láser de electrones libres (FEL) es un dispositivo muy ajustable que se ha utilizado para generar radiación coherente desde 10^-5 a 1 cm de longitud de onda. En algunas partes de este rango, constituye la fuente de potencia más alta. Particularmente en el rango de las ondas milimétricas, el FEL supera todas las demás fuentes de energía coherente. Los FELs se asemejan a haces de electrones relativistas que se propagan en el vacío y se puede ajustar de forma continua, llenando los rangos de frecuencia que no son accesibles por otras fuentes coherentes.

Se preven aplicaciones del láser de electrones libres en la separación de isótopos, en el calentamiento del plasma para la fusión nuclear de largo alcance, los radares de alta resolución, y la aceleración de partículas en los aceleradores.

Láseres de Colorante

Con las moléculas de ciertos tintes orgánicos, se han alcanzado operaciones con láser sintonizable en un rango casi continuo de frecuencias. Las moléculas de estos tintes tienen un gran número de líneas espectrales, y cada una de ellas tiene una característica extensión de frecuencias, que es grande en comparación con la extensión de las líneas espectrales de los gases atómicos. Con el solapamiento de estas líneas en los colorantes, el láser de colorante puede ser ajustado para producir acción láser para espectroscopia láser.

Un colorante ampliamente utilizado es la rodamina 6G, comúnmente conocida como Rh6G. Es uno de los materiales más altamente fluorescente conocido, y utilizado por los primeros astronautas para marcar la posición de sus cápsulas al aterrizar en el océano. Las propiedades únicas que la han hecho útil en este tipo de aplicaciones exóticas, también la han hecho popular como un medio de láser. Otro colorante utilizado para la espectroscopia se conoce como "anillo-dye" y es capaz en esencia de una sintonía (ajuste) continuo.

El medio del láser de colorante se encuentra normalmente en forma líquida, y circula continuamente a través de la cámara de láser para evitar estar limitado por los efectos de la saturación. El medio de contraste puede ser bombeado por las lámparas de flash o por otro láser tal como el láser de ión argón.