Laser: differenze tra le versioni

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{{nota disambigua}}

[[File:Lasers.JPG|thumb|Laser rosso (660 e 635 nm), verde (532 e 520 nm), e blu-violetto (445 e 405 nm)]]

Il '''laser''' ([[acronimo]] dell'[[Lingua inglese|inglese]] «'''l'''ightLight '''a'''mplificationAmplification by '''s'''timulatedStimulated '''e'''missionEmission of Radiation'''r'''adiation», in [[Lingua italiana{{Lett|italiano]] "amplificazione della luce mediante emissione stimolata delladi radiazione"radiazioni}}) è un [[optoelettronica|dispositivo optoelettronico]] in grado di emettere un fascio di [[luce]] [[Coerenza (fisica)|coerente]].<ref>{{Cita testo|lingua=en|url=http://goldbook.iupac.org/L03459.html|titolo=IUPAC Gold Book, "laser"}}</ref> Il termine si riferisce oltre che al dispositivo anche al [[fenomeno]] fisico dell'amplificazione per [[emissione stimolata]] di un'[[onda elettromagnetica]].

== Storia ==

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=== Maser ===

{{Vedivedi anche|Maser}}

[[File:Charles Townes.jpg|miniaturathumb|Charles H. Townes]]

Il primo maser venne costruito da [[Charles Hard Townes]], J. P. Gordon, e H. J. Zeiger alla [[Columbia University]] nel 1953. L'apparecchio era simile a un laser, ma concentrava energia elettromagnetica in un campo di frequenza notevolmente inferiore: utilizzava infatti l'emissione stimolata per produrre l'amplificazione delle [[microonde]] invece che di onde [[infrarosso|infrarosse]] o [[luce visibile|visibili]]. Il maser di Townes poteva erogare solo una minima potenza, circa 10&nbsp;nW, ma [[Nikolaj Gennadievič Basov|Nikolay Basov]] e [[Aleksandr Michajlovič Prochorov|Aleksandr Prokhorov]] risolsero il problema teorizzando e sviluppando un "metodo di pompaggio" con più di due livelli di energia.<ref>{{Cita web|url=https://www.photonics.com/LinearChart.aspx?ChartID=2|titolo=History of the Laser {{!}} Photonics.com|accesso=7 febbraio 2019}}</ref><ref>{{cita pubblicazione|url=https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/basov-lecture.pdf |autore=Nikolay Basov|titolo=Lettura per il premio Nobel di Nikolay Basov|anno=1964}}</ref> Charles H. Townes, Nikolay Basov e Aleksandr Prokhorov ricevettero il premio Nobel per la fisica nel 1964, "''per il lavoro fondamentale nel campo dell'elettronica quantistica, che ha portato alla costruzione di oscillatori e amplificatori basati sul principio maser-laser.''"<ref>{{Cita web|url=https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1964/summary/|titolo=The Nobel Prize in Physics 1964|sito=NobelPrize.org|lingua=en|accesso=7 febbraio 2019}}</ref>

=== L'invenzione e la brevettazione ===

La paternità dell'invenzione del laser non è stata attribuita con certezza e il laser è stato oggetto di un trentennale contenzioso brevettuale.

Il 16 maggio 1960, [[Theodore Harold Maiman|Theodore H. Maiman]] azionò il primo laser funzionante a [[Malibù]] in California presso i laboratori della Hughes Research.<ref>{{Cita pubblicazione|cognome=Maiman |nome=T. H. |wkautore=Theodore Harold Maiman |anno=1960 |titolo=Stimulated optical radiation in ruby |rivista=Nature |volume=187 |numero=4736 |pp=493–494493-494 |doi=10.1038/187493a0|bibcode = 1960Natur.187..493M |issn=0028-0836}}</ref><ref>{{Cita web|accesso=15 maggio 2008|url=http://www.press.uchicago.edu/Misc/Chicago/284158_townes.html|titolo=The first laser |editore=[[University of Chicago]]|autore=[[Charles Hard Townes|Townes, Charles Hard]] }}</ref> Era un laser a stato solido che sfruttava il cristallo di [[rubino]] in grado di produrre un raggio laser rosso con una lunghezza d'onda di 694&nbsp;nm. Sempre nel 1960, [[Ali Javan]], William R. Bennett e Donald Herriott costruirono il primo laser utilizzando l'[[elio]] e il [[neon]], definito '''maser ottico a gas'''<ref>{{US patent|3149290}}</ref>, in grado di produrre un raggio infrarosso. Nel 1963 K. Patel dei [[Bell Laboratories]] mette a punto il laser ad [[anidride carbonica]].<ref name="photonic" /> Tre anni prima Gordon Gould, che aveva incontrato e discusso con Townes, si era annotato vari appunti sull'utilizzo ottico dei maser e sull'utilizzo di un risonatore aperto, dettaglio poi successivamente comune in molti laser. Ritenendosi inventore del laser, Gordon Gould aveva depositato presso un notaio i suoi appunti, ma nel contenzioso legale che ne nacque, non gli venne riconosciuta dall'ufficio brevetti la paternità dall'invenzione. Nel 1971 Izuo Hayashi e Morton B. Panish dei [[Bell Laboratories]] disegnano il primo laser a semiconduttori ([[diodo laser]]) in grado di operare in continuo a [[temperatura ambiente]]. Nel 1977 viene attribuito un brevetto per il "pompaggio ottico" a Gordon Gould e nel 1979 un brevetto<ref>{{US patent|4161436}}</ref> descrive una grande varietà di applicazioni del laser, incluso riscaldamento e vaporizzazione dei materiali, saldatura, foratura, taglio, misurazione delle distanze, sistemi di comunicazione, sistemi di fotocopiatura oltre a varie applicazioni fotochimiche. Anche se non è mai stata attribuita a Gordon Gould l'invenzione del laser, per i suoi brevetti successivi ha incassato [[royalties]] milionarie da chi ha sviluppato sistemi laser utilizzando soluzioni e/o applicazioni da lui inventate.<ref name="photonic">{{cita testo|url=http://www.photonics.com/Article.aspx?AID=42279|titolo=A History Of The Laser: A Trip Through The Light Fantastic}}</ref><ref>{{cita libro|autore=Nick Taylor |titolo=LASER: The inventor, the Nobel laureate, and the thirty-year patent war |anno=2000 |url=https://archive.org/details/laser00nick |data=2000 |editore=Simon & Schuster |isbn=0-684-83515-0 }}</ref><ref>{{cita libro |autore=Joan Lisa Bromberg |titolo=The Laser in America, 1950–1970 |data=1991 |pp=74–7774-77 |url=http://aip.org/history/exhibits/laser/pdf/BrombergExcerpt.pdf |editore=MIT |isbn=978-0-262-02318-4 |accesso=11 marzo 2016 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20120306054103/http://aip.org/history/exhibits/laser/pdf/BrombergExcerpt.pdf |urlmorto=sì }}</ref><ref>{{cita web |url=http://www.aip.org/history/exhibits/laser/sections/whoinvented.html |titolo=Who Invented the Laser? |data=2010 |editore=American Institute of Physics |autore=Spencer Weart |accesso=11 marzo 2016 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20140528023745/http://www.aip.org/history/exhibits/laser/sections/whoinvented.html |urlmorto=sì }}</ref>

== Descrizione ==

La coerenza spaziale e temporale del raggio laser è correlata alle sue principali proprietà:

* alla ''coerenza temporale'', cioè al fatto che le onde conservano la stessa fase nel tempo, è correlata la proprietà dei laser di emettere fasci di radiazione in un intervallo spettrale molto stretto. È considerata un'[[onda monocromatica]] anche se particolari dispositivi laser possono emettere contemporaneamente un numero discreto di fasci a diverse lunghezze d'onda;

* alla ''coerenza spaziale'', cioè al fatto che la differenza di fase è costante fra punti distinti in una sezione trasversa del fascio, è correlata la possibilità di avere fasci unidirezionali e [[luce collimata|collimati]], cioè paralleli anche su lunghi percorsi. I fasci laser sono focalizzabili su aree molto piccole, anche con dimensioni dell'ordine del micrometro (la dimensione dello spot focale dipende però sia dalla lunghezza d'onda che dall'angolo di focalizzazione), impossibili con radiazioni non coerenti.

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Queste proprietà sono alla base del vasto ventaglio di applicazioni che i dispositivi laser hanno avuto e continuano ad avere nei campi più disparati:

* l'elevatissima irradianza, data dal concentrare una grande potenza in un'area molto piccola, permette ai laser il [[Taglio a laser|taglio]], l'[[incisione]] e la [[saldatura]] di [[Metallo|metalli]], ed un possibile utilizzo anche come arma;

* la monocromaticità e coerenza li rende ottimi strumenti di misura di distanze, spostamenti e velocità anche piccolissimi, dell'ordine del micrometro (10⁻⁶ m);

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=== Schema di funzionamento ===

[[File:Laser.svg|thumb|upright=1.4|thumb|Componenti di un Laser:

<br/>1) Mezzo ottico attivo

<br/>2) Energia fornita al mezzo ottico

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<br/>4) Specchio semiriflettente

<br/>5) Fascio laser in uscita]]

Il laser è essenzialmente composto da 3 parti:

Il laser è essenzialmente composto da 3 parti:

# un mezzo attivo, cioè un materiale (gas, cristallo, liquido) che emette la luce;

#un sistema di pompaggio, che fornisce energia al mezzo attivo;

# una cavità ottica, o risonatore ottico, ossia una trappola per la luce.

Nel laser si sfrutta il mezzo attivo, il quale possiede la capacità di emettere radiazioni elettromagnetiche (fotoni) quando attivato. Dal mezzo attivo dipende la lunghezza d'onda dell'emissione. Il mezzo attivo può essere gassoso (ad esempio [[anidride carbonica]], miscela di elio e neon, ecc.), liquido ([[solventi]], come [[metanolo]], [[etanolo]] o [[glicole etilenico]], a cui sono aggiunti coloranti chimici come [[cumarina]], [[rodamina]] e [[fluoresceina]]) o solido (rubino, neodimio, semiconduttori, ecc.). Il sistema di pompaggio fornisce energia al mezzo attivo portandolo all'eccitazione con emissione di fotoni. L'eccitazione può avvenire tramite:

L'eccitazione può avvenire tramite:

* Pompaggio ottico (lampade stroboscopiche, diodi laser, ecc.);

* Urti elettronici (scarica elettrica in gas con sorgente di corrente continua, impulsata, di radio frequenza o una loro combinazione);

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=== Principio di funzionamento ===

[[File:Laser, quantum principle.ogv|thumb|upright=1.4|Animazione che mostra il principio di funzionamento del laser (in inglese)]]

Come dice la stessa sigla (LASER → Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), la [[radiazione]] laser proviene dal processo di [[emissione stimolata]]:

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In condizioni di equilibrio N₁ è sempre maggiore di N₂ (perché le popolazioni dei due livelli sono descritte dalla [[distribuzione di Boltzmann]] <math> N_{2}=N_{1}e^{-(E_{2}-E_{1})/kT} </math>, da notare l'[[esponente]] negativo) e quindi per ottenere prevalenza dell'emissione stimolata è necessario mantenere il sistema lontano dall'equilibrio, attuando l{{'}}'''[[inversione di popolazione]]'''.

La stimolazione o pompaggio di un laser può avvenire otticamente o elettricamente. La stimolazione ottica può essere effettuata da una lampada che avvolge il materiale attivo il tutto all'interno di uno specchio. In alternativa si può utilizzare una lampada lineare, ma il materiale attivo e la lampada devono essere posti nei fuochi di uno specchio ellittico in modo da far convergere tutti i raggi luminosi sul materiale attivo. La stimolazione elettrica invece avviene mediante l'applicazione di una [[differenza di potenziale]] ed è applicabile solo a materiali conduttori come, ad esempio, vapori di metalli.

=== Caratteristiche della radiazione laser ===

* DirezionalitàUnidirezionalità: al contrario delle sorgenti elettromagnetiche tradizionali, il laser emette la radiazione in un'unica direzione. Più precisamente l'[[angolo solido]] sotteso da un fascio laser è estremamente piccolo; una buona descrizione della propagazione e [[collimazione]] di un fascio laser è data dall'ottica dei [[fascio gaussiano|fasci gaussiani]]. Questa caratteristica viene sfruttata in diversi ambiti, per esempio permette di trattare le superfici in maniera estremamente accurata ([[litografia]], [[Disco ottico|dischi ottici]], ecc.). In [[spettroscopia]] si ha la possibilità di aumentare notevolmente il [[cammino ottico]] e quindi la sensibilità usando una sorgente laser che attraversa il campione con una traiettoria a zig-zag grazie a un sistema di specchi.

* Monocromaticità: l'allargamento della banda di emissione è dato dalla larghezza naturale e dall'[[effetto Doppler]] (che può essere eliminato o comunque contenuto parecchio). In spettroscopia si sfrutta questa caratteristica per ottenere spettri ad alta [[Risoluzione angolare|risoluzione]]. Sarebbe molto difficoltoso ottenere gli spettri [[Spettroscopia Raman|Raman]] senza questa caratteristica dei laser.

* [[Radianza]]: nei laser la quantità di energia emessa per unità di angolo solido è incomparabilmente più elevata rispetto alle sorgenti tradizionali. In particolare è elevato il numero di [[fotoni]] per unità di [[frequenza]]. Questa caratteristica è diretta conseguenza delle due precedentemente citate. Grazie a questa caratteristica si ha la possibilità di osservare fenomeni particolari, come per esempio l'assorbimento a molti fotoni. L'elevata intensità ha trovato anche diverse applicazioni tecnologiche, per esempio nel taglio dei metalli.

* [[Coerenza (fisica)|Coerenza]]: mentre nell'emissione spontanea ogni fotone viene emesso in maniera casuale rispetto agli altri, nell'emissione stimolata ogni fotone ha la stessa [[Fase (segnali)|fase]] del fotone che ha indotto l'emissione. La fase viene quindi mantenuta nel tempo e nello spazio. Questa caratteristica ha permesso lo sviluppo della tecnica [[Spettroscopia Raman Coerente anti-Stokes|CARS]].

* Impulsi ultra-brevi: con diverse tecniche è possibile costruire laser che emettano pacchetti di onde estremamente stretti nel [[dominio del tempo]], attualmente si è giunti allo sviluppo di impulsi dell'ordine del [[femtosecondo]]. Questi laser hanno trovato impieghi in diversi ambiti di ricerca, hanno per esempio permesso la nascita di una nuova disciplina, che è stata chiamata [[femtochimica]].

== Classificazione ==

I laser sono classificati in funzione del pericolo per la salute umana. La classificazione viene effettuata dal produttore secondo le norme IEC 60825 armonizzate nell'Unione europea con le norme Cenelec EN 60825-1.<ref name="en60825">{{cita testo|url=http://www.bristol.ac.uk/media-library/sites/nsqi-centre/documents/lasersafetybs.pdf|titolo=Norme EN 60825-1 Safety of laser products - Part 1: Equipment classification and requirements (IEC 60825-1:2007)|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20160309015951/http://www.bristol.ac.uk/media-library/sites/nsqi-centre/documents/lasersafetybs.pdf }}</ref> Prima del 2007 i laser erano classificati in 5 classi (1, 2, 3a, 3b, 4) dipendenti dalla potenza e dalla lunghezza d'onda, considerando che le emissioni nella banda del visibile erano considerate meno pericolose grazie al riflesso palpebrale. Le norme attualmente in vigore dividono i laser in 7 classi, introducendo i parametri di:

Le norme attualmente in vigore dividono i laser in 7 classi, introducendo i parametri di:

* Limite emissione accessibile (LEA): livello massimo di emissione accessibile permesso in una particolare classe.

* Massima esposizione permessa (MEP): il livello della radiazione laser a cui, in condizioni ordinarie, possono essere esposte le persone senza subire effetti dannosi. I livelli MEP rappresentano il livello massimo al quale l'occhio o la pelle possono essere esposti senza subire un danno a breve o a lungo termine. Il MEP da cui normalmente si ricava il LEA delle diverse classi di laser è stato ricavato dalle “Linee guida sui limiti di esposizione alla radiazione laser di lunghezza d'onda compresa tra 180 nm e 1 mm.” redatte dalla Commissione Internazionale sulla Protezione dalle [[radiazioni non ionizzanti]] (ICNIRP).<ref>{{cita testo|url=http://www.icnirp.org/cms/upload/publications/ICNIRPLaser180gdl_2013.pdf|titolo=International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection - ICNIRP GUIDELINES ON LIMITS OF EXPOSURE TO LASER RADIATION OF WAVELENGTHS BETWEEN 180 nm AND 1,000 mm}}</ref>

* Distanza nominale di rischio ottico (DNRO): distanza dalla apertura di uscita in cui l'intensità o l'energia per unità di superficie (grandezze relative alla irradianza o radianza) è uguale alla massima esposizione permessa per evitare il danno corneale (MEP).<ref>{{cita testo|url=http://prod.sandia.gov/techlib/access-control.cgi/2002/021315.pdf|titolo=Approximation Methods for Estimating the Eye-Safe Viewing Distances, with or without Atmospheric Transmission Factors Considered, for Aided and Unaided Viewing Conditions}}</ref>

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[[File:AEL laser class for long pulse or cw it.png|thumb|upright=1.4| Massima esposizione permessa delle classi 1, 2, 3R e 3B secondo EN60825-1. 2007

le potenze possono essere superiori nei laser chiusi (non accessibili) o non collimati]]

[[File:Meteo laser tag.jpg|thumb|upright=1.4| Etichettatura a norme EN 60825-1 di un laser classe 4 con emissione di due lunghezze d'onda: una visibile e una non visibile]]

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! Classe<ref name="en60825" /> || Descrizione e avvertenza || Lunghezza d'onda<ref name="en60825" />

|-

! 1

| La radiazione laser accessibile non è pericolosa. Laser con emissioni superiori alla MEP sono di classe 1 se chiusi in un alloggiamento non accessibile.

| Da 180&nbsp;nm a 1&nbsp;mm.

|-

! 1M

| La radiazione laser accessibile è innocua nelle normali condizioni d'uso fino a quando non vi sono strumenti ottici come lenti di ingrandimento o binocoli che possono concentrare l'energia sulla cornea. '''Non guardare il fascio direttamente con strumenti ottici.'''

| Da 302,5&nbsp;nm a 4&nbsp;000&nbsp;nm

|-

! 2

| La radiazione laser accessibile nello [[spettro elettromagnetico#Spettro ottico|spettro visibile]]. È innocua per l'occhio considerando anche che la protezione dell’occhio è normalmente assicurata dalle reazioni di difesa compreso il riflesso palpebrale (circa 0,25 s) anche se si utilizzano dispositivi ottici di osservazione. '''Non fissare il fascio.'''

| Da 400&nbsp;nm a 700&nbsp;nm

|-

! 2M

| Come la classe 2, la visione del fascio può essere più pericolosa se l’operatore impiega ottiche di osservazione all’interno del fascio. '''Non fissare il fascio o guardarlo direttamente con strumenti ottici.'''

| Da 400&nbsp;nm a 700&nbsp;nm

|-

! 3R

| La radiazione laser accessibile è potenzialmente pericolosa; il LEA è inferiore a cinque volte il LEA di Classe 2 nell’intervallo di lunghezze d’onda tra 400 e 700&nbsp;nm, e inferiore a cinque volte il LEA di Classe 1 per le altre lunghezze d’onda. '''Evitare la diretta esposizione degli occhi.'''

| Da 180&nbsp;nm a 1&nbsp;mm

|-

! 3B

| La radiazione laser accessibile è normalmente pericolosa per gli occhi se direttamente esposti a distanza inferiore alla DNRO e in casi particolari anche per la pelle. L'esposizione a luce diffusa o dispersa da riflessioni è di solito sicura. '''Evitare l'esposizione al fascio.'''

| Da 180&nbsp;nm a 1&nbsp;mm

|-

! 4

| La radiazione laser accessibile è molto pericolosa per gli occhi e pericolosa per la pelle, inclusa la radiazione diffusa. Quando si utilizza questo raggio laser si possono provocare [[incendi]] o [[esplosioni]]. '''Evitare di esporre occhi o pelle alla radiazione diretta o diffusa.'''

| Da 180&nbsp;nm a 1&nbsp;mm

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==== Mode-locking ====

{{vedi anche|modeMode-locking}}

Il [[mode-locking]] è una tecnica grazie alla quale, modulando opportunamente le onde che pervengono nelle cavità risonanti, è possibile ottenere una intensa interferenza costruttiva con produzione di un raggio laser molto intenso a impulsi dell'ordine del [[picosecondo]] (10⁻¹² s) e del [[femtosecondo]] (10⁻¹⁵ s).

== Impiego in medicina ==

Successivamente alla sua invenzione nel 1960, il laser è stato usato diffusamente per scopi medici. La funzione e risposta terapeutica dipendono in maniera complessa dalla scelta della lunghezza d'onda, dalla durata di irradiazione e dalla potenza del laser. Combinazioni diverse di questi parametri sono impiegate per trasformare l'energia luminosa in [[energia meccanica]], termica o chimica. Generalmente gli effetti meccanici sono prodotti dall'applicazione di brevi impulsi (dell'ordine dei nanosecondi) e alte energie.

In questo modo onde di stress meccanico possono essere prodotte con sufficiente forza per disintegrare [[calcolo urinario|calcoli urinari]]. Gli effetti termici si ottengono in funzione della dell'energia assorbita dai diversi tessuti. Brevi impulsi laser vengono usati per ablare sottili strati di tessuto in chirurgia rifrattiva, utilizzando luce laser che penetra solo alcuni micrometri nel tessuto. La lunghezza d'onda della luce laser può essere scelta in modo tale che la luce sia assorbita selettivamente dal bersaglio. La coagulazione selettiva delle vene varicose in [[chirurgia estetica]] può essere compiuta usando una [[lunghezza d'onda]] assorbita selettivamente dall'[[emoglobina]]. L'impulso è scelto allora sufficientemente breve così da non arrecare danno al tessuto normale circostante, ma anche lungo a sufficienza da permettere la coagulazione sull'intero diametro del vaso. Con la [[criolaserforesi]] si sfrutta la permeazione della barriera cutanea per favorire l'immissione di principi attivi per via cutanea.

=== Oftalmologia ===

==== Chirurgia refrattiva laser ====

{{vedi anche|chirurgiaChirurgia refrattiva}}

Un altro importante uso medico del laser consiste nella correzione dei difetti refrattivi: [[miopia]], [[astigmatismo (occhio)|astigmatismo]] e [[ipermetropia]]. In tutti questi casi il profilo della [[cornea]] - la superficie oculare trasparente - viene 'modellato' con varie tecniche ([[Photorefractive keratectomy|PRK]] e [[LASIK]]). Infatti, la cornea funziona come una lente naturale: modificandone la curvatura si varia il fuoco (il punto in cui i raggi luminosi convergono) e si può fare in modo che le immagini arrivino nitide sulla [[retina]].

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==== Trattamento delle cicatrici atrofiche, ipertrofiche e cheloidi ====

Il laser può essere utilizzato con funzione ablativa, quasi o non ablativa sulle lesioni cutanee che comportano una produzione irregolare di [[collagene]].

I più comuni ablativi sono il laser CO₂ (10600&nbsp;nm) e il laser erbio o Er-YAG (2640&nbsp;nm). In origine è stato utilizzato anche il laser PDL (585&nbsp;nm).<ref>{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11149609|titolo=Laser treatment of hypertrophic scars, keloids, and striae.}}</ref><ref>{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22612738|titolo=Management of acne scarring, part I: a comparative review of laser surgical approaches.}}</ref> Non ablativi o quasi ablativi invece le tecnologie a impulsi del laser Nd-YAG (1060&nbsp;nm) e diodico (1450&nbsp;nm). Recentemente è stata introdotta anche la tecnologia del laser frazionale (FRAXEL) .<ref>{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17300597|titolo=Laser scar revision: a review}}</ref><ref>{{cita web|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21856540|titolo=Laser treatment for improvement and minimization of facial scars |data= |accesso=|}}</ref><ref>{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24336931|titolo=Laser treatment of traumatic scars with an emphasis on ablative fractional laser resurfacing: consensus report.}}</ref>

Approccio analogo è stato sperimentato anche su cicatrici atrofiche da acne e strie distense.<ref>{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4673510/|titolo=A novel 1565 nm non-ablative fractional device for stretch marks: a preliminary report.}}</ref>

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==== Trattamento di fotoepilazione ====

{{Vedivedi anche|Fotoepilazione}}

Sono privilegiati laser con impulsi da 10 a 300 ms che emettono nella lunghezze d'onda dove maggiore è la differenza relativa di assorbimento della luce della melanina del pelo rispetto all'emoglobina (circa da 650 a 1050&nbsp;nm) e melanina della pelle. I più diffusi sono laser diodici (808&nbsp;nm) in grado di erogare da 10 a 60 J/cm².

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=== Terapia fotodinamica contro alcuni tumori ===

{{Vedivedi anche|Terapia fotodinamica}}

Il laser viene utilizzato come tecnica non invasiva per la completa rimozione di [[tumore|tumori]] allo stadio iniziale. Nei tessuti viene iniettato una sostanza fotosensibile con un assorbimento selettivo nei tessuti malati. Al passaggio di un fascio di luce di una determinata lunghezza d'onda, il farmaco attiva una reazione che ha per protagonista l'[[ossigeno]], ossida e distrugge le sole cellule malate. Il fatto eccezionale è che il farmaco agisce selettivamente e le cellule sane non vengono intaccate, come purtroppo avviene durante un'asportazione chirurgica. Per tumori più estesi, serve a circoscrivere la [[metastasi]], ma non guarisce la malattia.<ref>{{cita testo|url=http://www.cancer.gov/about-cancer/treatment/types/surgery/photodynamic-fact-sheet|titolo=National Cancer Institute -Photodynamic Therapy for Cancer}}</ref>

=== Fototerapia ===

{{Vedivedi anche|Psoriasi}}

Particolari laser argon cloruro eccimeri emettono nella banda dei 308&nbsp;nm considerata ottimale per la [[fototerapia]] della [[psoriasi]].<ref>{{cita testo|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12063488/|titolo=Efficacy of the 308-nm excimer laser for treatment of psoriasis: results of a multicenter study.}}</ref>

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Il [[laser Nd:YAG]] è un [[laser a stato solido]] che sfrutta un [[cristallo]] di [[ittrio]] e [[alluminio]] ([[Granato di ittrio e alluminio|YAG]]) [[drogaggio|drogato]] al [[neodimio]] ([[Neodimio|Nd]]:[[Ittrio|Y₃]][[Alluminio|Al₅]][[Ossigeno|O₁₂]]) ed emette normalmente a 1060&nbsp;nm o 940&nbsp;nm. Può essere utilizzato anche il laser a CO₂, che emette normalmente a 10600&nbsp;nm. In fisioterapia sono possibili anche trattamenti laser a bassa potenza, cioè che non sviluppano alcun effetto termico sensibile, di cosiddetta [[biostimolazione]].

=== Terapia laser ad alta intensità (HILT) ===

L'High Intensity Laser Therapy (HILT) trova impiego nella gestione del dolore e del disordine muscolo-scheletrico, in virtù anche di un effetto antinfiammatorio e antiedemico.<ref>{{Cita pubblicazione|titolo=The Beneficial Effects of High-Intensity Laser Therapy and Co-Interventions on Musculoskeletal Pain Management: A Systematic Review|doi=10.15171/jlms.2020.14|PMID=32099632}}</ref><ref>'High-Intensity Laser Therapy for Musculoskeletal Disorders: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Clinical Trials'', ''Journal of Clinical Medicine'' (febbraio 2023), 12(4).{{doi|10.3390/jcm12041479}}</ref> La HILT (o laser di classe IV<ref name="OCLC_10013374730" />) diminuisce la concentrazione dei mediatori pro-infiammatori e migliora la permeabilità capillare, con conseguente totale eradicazione dell’infiammazione.<ref>''TECAR Therapy Associated with High-Intensity Laser Therapy (Hilt) and Manual Therapy in the Treatment of Muscle Disorders: A Literature Review on the Theorised Effects Supporting Their Use'', in ''Journal of Clinical Medicine'', ottobre 2022, 11(20). {{doi|10.3390/jcm11206149}}</ref> È risultata efficace nel produrre sollievo dal dolore e nel migliorare la funzionalità nell'[[osteoartrite]] del ginocchio.<ref>''Is high intensity laser therapy more effective than other physical therapy modalities for treating knee osteoarthritis? A systematic review and network meta-analysis’', in ''Frontiers in Medicine'', settembre 2022, vol. 9. {{doi|10.3389/fmed.2022.956188}}</ref> L'HILT può essere molto utile per il trattamento di disturbi dolorosi legati al [[collo]], in quanto offre vari effetti tra cui [[biostimolazione]], [[rigenerazione cellulare|rigenerazione]], [[analgesia]], proprietà antinfiammatorie e proprietà antiedemigene.<ref name="OCLC_10013374730" /> Al 2023 ha ricevuto scarsa attenzione da parte della ricerca accademica.<ref name="OCLC_10013374730">{{cita pubblicazione|autore=Diggaj Shrestha, MD Ashraf Hussain, Nur Nahara Begum Barbhuiya, Yasmin Rahman, Manalisa Kalita, Sunita Sharma|url=https://www.jcdr.net//article_fulltext.asp?issn=0973-709x&year=2023&volume=17&issue=9&page=YE01&issn=0973-709x&id=18397|titolo=An Overview and Implication of High Intensity Laser Therapy in Neck Pain: A Narrative Review|data=1°º settembre 2023|rivista=Journal of Clinical and Diagnostic Research|volume=17|numero=9|doi=10.7860/JCDR/2023/63445.18397|accesso=24 febbraio 2024|oclc=10013374730|lingua=en|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20240224203434/https://www.jcdr.net//article_fulltext.asp?issn=0973-709x&year=2023&volume=17&issue=9&page=YE01&issn=0973-709x&id=18397|urlmorto=no}}</ref>

== Impiego militare ==

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Contemporaneamente alla [[United States Navy]], varie industrie come la Northrop, [[Raytheon Company]]<ref>{{Cita web | url = http://www.militaryaerospace.com/articles/2014/08/raytheon-laser-jltv.html | titolo = Raytheon to build UAV-killing lasers for Marines | giornale = Military aerospace | data = 15 agosto 2014}}</ref> e la [[Lockheed Martin]] hanno incominciato nei primi mesi del [[2014]] a produrre cannoni laser, con potenze e prestazioni sempre superiori<ref name="LA4">{{cita web|url=http://www.tomshw.it/news/cannone-laser-da-30-kilowatt-per-scopi-militari-54926|titolo=Cannone laser da 30 kilowatt per scopi militari|data=31 gennaio 2014|accesso=27 febbraio 2016|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20160305160600/http://www.tomshw.it/news/cannone-laser-da-30-kilowatt-per-scopi-militari-54926|urlmorto=sì}}</ref><ref>{{Cita web | url = http://defense-update.com/20140813_laser-gbad.html | titolo = US Navy to test powerful, mobile laser weapon against drones | giornale = Defense Update | data = 13 agosto 2014| accesso = 29 marzo 2016}}</ref>. Nel giro di un anno, nel [[marzo]] [[2015]] la Lockheed affermò che ''Athena'', nome dell'arma, era in grado, pur con poco più di 30&nbsp;kW di potenza, di perforare e sciogliere come burro la lastra del cofano di un [[Pick-up (veicolo)|pick-up]] da quasi un [[Miglio (unità di misura)|miglio]] di distanza, ovvero circa 1,6 [[chilometro|km]].<ref>{{cita web|url=http://www.corriere.it/esteri/15_marzo_09/laser-che-taglia-come-burro-furgone-quasi-due-km-distanza-a46ac948-c64b-11e4-80fc-ae05ebe65fb1.shtml|titolo=Il laser che “taglia” come burro il furgone da quasi due km di distanza|data=9 marzo 2015|accesso=27 febbraio 2016}}</ref>

=== Anni 2020 ===

Nel 2025 durante la parata militare per l'80 Anniversario del giorno della Vittoria cinese sono stati presentati quattro autocarri dotati di un sistema d'arma laser denominato LY-1 per la difesa antiaerea<ref>{{cita web|url=https://www.twz.com/news-features/chinas-imposing-ly-1-high-power-laser-weapon-unveiled-at-huge-military-parade|titolo=China’s Imposing LY-1 High-Power Laser Weapon Unveiled At Huge Military Parade|sito=The War Zone |data=3 settembre 2025|autore=Joseph Trevithick|accesso=9 settembre 2025}}</ref>. In precedenza un sistema simile aveva fatto la sua comparsa su una nave d'assalto anfibio [[Classe Yuzhao|Tipo 071]]<ref>{{cita web|url=https://www.twz.com/sea/laser-weapon-appears-on-chinese-amphibious-assault-ship|titolo=Laser Weapon Appears On Chinese Amphibious Assault Ship|sito=The War Zone |data=19 agosto 2024|autore=Thomas Newdick|accesso=9 settembre 2025}}</ref>.

== Altri utilizzi ==

[[File:Classical spectacular laser effects.jpg|thumb|Dei laser vengono utilizzati per realizzare effetti speciali durante uno spettacolo]]

Il laser viene utilizzato nella tecnica in una gran varietà di apparecchiature: nelle [[telecomunicazioni]] e nelle reti di computer viene utilizzato per trasferire enormi quantità di dati attraverso le [[fibra ottica|fibre ottiche]] nelle rispettive [[comunicazioni ottiche]]. Viene utilizzato come elemento di lettura nei player di [[CD]] e [[DVD]] e per la scrittura nei [[masterizzatore|masterizzatori]]. È inoltre alla base di visioni di ologrammi nell'ambito della tecnica di foto 3D detta [[olografia]].

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=== Taglio laser ===

[[File:CNC Laser Cutting Machine.jpg|thumb|Esempio di [[macchina utensile]] per il taglio laser]]

Il laser può tagliare i materiali in base a tre principi diversi: per vaporizzazione, per fusione o per combustione. In tutti e tre i casi, il processo di taglio si innesca e si mantiene grazie all'energia che il raggio laser può concentrare in un punto molto piccolo. A seconda del tipo di laser, del tipo di materiale e delle potenze in gioco può prevalere l'uno o l'altro meccanismo.<ref>{{Cita web|url=https://www.teprosa.de/vorteile-laserschneiden/|titolo=Vorteile Laserschneiden|sito=Teprosa.de|lingua=de|accesso=16 luglio 2020}}</ref>

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==== Combustione ====

[[Laser CO2|Laser CO₂]] a bassa potenza, bisturi laser. I laser a infrarossi a onda continua in uso in medicina tagliano per combustione: il raggio scalda il tessuto fino a far evaporare l'acqua contenuta in esso, e poi provoca la combustione del tessuto secco, che viene distrutto. La combustione del materiale asportato è spesso presente anche nei processi di taglio per fusione, dove può fornire un notevole contributo energetico. Questo tipo di taglio viene usato per fermare forti emorragie, poiché il laser a infrarossi causa la [[cauterizzazione]] della ferita.<ref>{{cita pubblicazione|autore=Brinda R Kamat|coautori=John M Carney, Kenneth A Arndt, Robert S Stern and Seymour Rosen|titolo=Cutaneous Tissue Repair Following CO2 Laser Irradiation|rivista=Journal of Investigative Dermatology|anno=1986|volume=87|pp=268–271268-271|doi=10.1111/1523-1747.ep12696651|url=https://www.nature.com/jid/journal/v87/n2/pdf/5614229a.pdf|accesso=12 settembre 2013}}</ref>

=== Saldatura Laser ===

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=== Settore automobilistico ===

[[File:Audi R8 LMX - Mondial de l'Automobile de Paris 2014 - 003.jpg|miniaturathumb|[[Audi R8]] LMX; prima vettura di serie a essere dotata di fari laser<ref>{{Cita news|url=https://www.alvolante.it/news/audi-r8-lmx-luci-laser-335335|titolo=Audi R8 LMX: la prima con luci laser|accesso=5 dicembre 2017}}</ref> ]]

Nel 2014 il laser entra a far parte dei vari sistemi di illuminazione utilizzati sulle automobili (alogeno, xeno, LED). Questi fari possono illuminare fino a 600 metri di distanza con un consumo di soli circa 10 watt, garantendo una visibilità ottimale della strada fino a 250&nbsp;km/h. L'Audi e la BMW sono le prime case automobilistiche ad usare questo sistema. Inizialmente montato sulla vettura da competizione [[Audi R8 e-tron Quattro Laserlight]] del team Audi nel campionato Endurance, venne successivamente utilizzato sulla prima vettura di serie [[Audi R8]] stradale. La BMW iniziò con i fari al laser sulla [[BMW i8]] stradale, autovettura ad alimentazione ibrida della casa bavarese.

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* [[Orazio Svelto]], ''Il fascino sottile del laser'', Roma, Di Renzo, 2007.

* Aldo Vasta, ''I laser terapeutici. Attualità in laserterapia ed elementi di laserchirurgia. Teoria e pratica delle applicazioni dei laser in medicina'', Roma, Marrapese, 1998.

* {{cita libro | autore = Dr. Rüdiger Paschotta | url = https://scholar.google.it/scholar?lookup=0&q=%22Encyclopedia+of+Laser+Physics+and+Technology%22&hl=it&as_sdt=0,5&as_vis=1 | titolo = Encyclopedia of Laser Physics and Technology | lingua = en | editore = Wiley-VCH | isbn = 978-3-527-40828-3 |oclc=62085733 | data = 14 ottobre 2005 | edizione = 1ª ed. ne | sito = Google Scholar | urlmorto = no}}

== Voci correlate ==

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* {{Collegamenti esterni}}

* {{cita web | url = http://pil.phys.uniroma1.it/~servedio/corsi/MC07/EDSS_Lasers_07-08.pdf | titolo = Analisi storico-scientifica dei laser (presentazione powerpoint) | accesso = 18 settembre 2008 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20120923142112/http://pil.phys.uniroma1.it/~servedio/corsi/MC07/EDSS_Lasers_07-08.pdf | urlmorto = sì}}

* {{cita testo|url=https://web.archive.org/web/20121128195719/http://www.iapb.it/news2.php?id=641|titolo=Agenzia internazionale per la prevenzione della cecità|accesso=18 maggio 2024|dataarchivio=28 novembre 2012|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20121128195719/http://www.iapb.it/news2.php?id=641|urlmorto=sì}}: laser per correggere miopia, astigmatismo e ipermetropia

* {{cita web|url=http://lescienze.espresso.repubblica.it/articolo/Ecco_perché_il_laser_taglia/1316028|titolo=Le Scienze: Il taglio laser}}

* {{cita testo|url=http://www.hanel-photonics.com/laser_diode_market.html|titolo=''Laser a semiconduttore - Diversi tipi ''}} - lunghezze d'onda disponibili di laser a semiconduttore