TECNOLOGIA LASER: DA EINSTEIN ALLE MACCHINE UTENSILI
La tecnologia di taglio laser è oggi tra le più usate nella produzione industriale e non solo. I materiali su cui è possibile tagliare o incidere con il laser sono moltissimi, plastica, carta, legno, tessuti, pelle e metalli per citarne solo alcuni, ed è questo uno dei motivi per cui la tecnologia laser ha avuto negli anni un’enorme diffusione trovando molteplici campi di applicazione.
L’avvento dei macchinari a laser negli anni ’80 ha costituito un punto di svolta per l’industria internazionale; quand’è, però, che tutto ha avuto inizio?
La storia del Laser
Nel 1916 Albert Einstein nel merito dei suoi studi sull’interazione radiazione-materia teorizzò il fenomeno dell'"emissione stimolata”. Tale presupposto scientifico è la base fondamentale per il funzionamento di tutti i laser contemporanei.
Per comprendere la via di ricerca aperta da Einstein e il funzionamento delle contemporanee macchine a taglio laser, occorre fare una piccola precisazione: nella fisica classica, la luce è considerata come una sovrapposizione di oscillazioni elettromagnetiche o radiazioni. Nella storia della scienza moderna, molti sono stati gli sforzi per manipolare la luce in modo da renderla versatile e funzionale in diversi campi d’applicazione, ma occorre aspettare fino alla metà del Novecento perché si riesca a superare il più grande limite di tale fonte d’energia: la policromaticità.
Lo spettro della luce è, infatti, per sua natura ampio con frequenze che superano il limiti del visibile; incanalarne le frequenze, dando coerenza alle radiazioni, senza attenuarne l’intensità per produrre calore ed energia è stata una delle sfide più grandi dello scorso secolo. Traguardo raggiunto e superato solo nel 1950 quando Charles Townes, Nikolay Basov e Alexander Prokhorov – Premi Nobel per la Fisica - svilupparono la teoria quantica dell'emissione stimolata dimostrandone l’applicazione sulle microonde.
Nel 1953 l'équipe di C. H. Townes realizzò così il primo dispositivo funzionante che sfruttava, nella pratica, le teorie di Einstein: la tecnologia in questione si chiamava M. A. S. E. R. - Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation – un precursore dei moderni macchinari laser.
Solo sei anni più tardi, Gordon Gould – studente laureato della Columbia University - avanza l'idea della possibilità di usare l'emissione stimolata per amplificare la luce. Egli descrive un risonatore ottico in grado di creare un raggio stretto di luce coerente, che definisce LASER, acronimo per "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" (Amplificazione di luce attraverso l'emissione stimolata di radiazione).
Sarà questa teoria la base sulla quale nel 1960 Theodor H. Maiman costruirà il primo prototipo funzionante di laser a rubino a impulsi, utilizzando un rubino sintetico come mezzo attivo per emettere un raggio di luce rossa con una lunghezza d'onda di 694,3 nm. Questa tecnologia ebbe come sua prima applicazione l’utilizzo nei telemetri militari ed è oggi ancora usata commercialmente per praticare fori nei diamanti grazie alla sua elevata potenza di picco.
Da oltre 50 anni, tuttavia, la tecnologia laser più impiegata è sicuramente il laser a CO2 sviluppato solo tre anni dopo, nel 1963. Le ragioni del successo del laser a diossido di carbonio sono da rintracciarsi nel costo di molto inferiore e nell'efficienza superiore rispetto al precedente laser a rubino.
Chi ha inventato il laser?
Chi di voi utilizza un macchinario a taglio laser o un incisore laser tutti i giorni nella propria impresa, di certo vorrà sapere chi dovrebbe ringraziare per la preziosa tecnologia alla base di tante macchine utensili.
La risposta non è facile: la paternità della tecnologia laser non è mai stata dichiarata anche se in molti ne hanno rivendicato l’invenzione. Primo fra tutti Gordon Gould che – ritenendosi il primo inventore del laser – provò ad acquisirne il brevetto, ma dal contenzioso legale che ne nacque uscì sconfitto.