Hispanopedia WikiUn láser de gas es un láser en el que se descarga una corriente eléctrica a través de un gas para producir luz coherente. El láser de gas fue el primer láser de luz continua y el primero en funcionar según el principio de convertir energía eléctrica en luz láser. El primer láser de gas, el láser de helio-neón (HeNe), fue coinventado por el ingeniero y científico iraní Ali Javan y el físico estadounidense William R. Bennett, Jr. , en 1960. Producía un haz de luz coherente en la región infrarroja del espectro a 1,15 micrómetros. [ 1 ]
Tipos de láser de gas
Se han construido y utilizado láseres de gas que emplean diversos gases para múltiples propósitos.
Los láseres de dióxido de carbono , o láseres de CO₂ , pueden emitir cientos de kilovatios [ 2 ] a 9,6 μm y 10,6 μm, y se utilizan frecuentemente en la industria para cortar y soldar. La eficiencia de un láser de CO₂ supera el 10 %.
Los láseres de monóxido de carbono (CO) tienen un gran potencial de potencia, pero su uso está limitado por la toxicidad de este gas. Es fundamental proteger a los operarios de este gas letal. Además, es extremadamente corrosivo para diversos materiales, como juntas y empaquetaduras.
Los láseres de helio-neón (HeNe) pueden oscilar en más de 160 longitudes de onda diferentes ajustando el factor Q de la cavidad para que alcance su máximo en la longitud de onda deseada. Esto se puede lograr ajustando la respuesta espectral de los espejos o utilizando un elemento dispersivo ( prisma de Littrow ) en la cavidad. Las unidades que operan a 633 nm son muy comunes en escuelas y laboratorios debido a su bajo costo y a la excelente calidad de su haz.
Los láseres de nitrógeno operan en el rango ultravioleta, típicamente a 337,1 nm, utilizando nitrógeno molecular como medio de ganancia, bombeados mediante una descarga eléctrica.
Los láseres TEA se energizan mediante una descarga eléctrica de alto voltaje en una mezcla de gases generalmente a presión atmosférica o superior. El acrónimo "TEA" significa Atmosférico Excitado Transversalmente.
láseres químicos
Los láseres químicos se alimentan mediante una reacción química y pueden alcanzar altas potencias en funcionamiento continuo. Por ejemplo, en el láser de fluoruro de hidrógeno (2,7–2,9 μm) y en el láser de fluoruro de deuterio (3,8 μm), la reacción consiste en la combinación de hidrógeno o deuterio gaseoso con los productos de combustión del etileno en trifluoruro de nitrógeno . Fueron inventados por George C. Pimentel .
Los láseres químicos se alimentan mediante una reacción química que permite la liberación rápida de una gran cantidad de energía. Estos láseres de muy alta potencia son de especial interés para el ámbito militar. Además, se han desarrollado láseres químicos de onda continua de muy alta potencia, alimentados por corrientes de gases, que tienen algunas aplicaciones industriales.
láseres de excímeros
Los láseres de excímeros se alimentan mediante una reacción química que involucra un dímero excitado , o excímero , que es una molécula dimérica o heterodimérica de corta duración formada por dos especies (átomos), al menos una de las cuales se encuentra en un estado electrónico excitado . Suelen producir luz ultravioleta y se utilizan en fotolitografía de semiconductores y en cirugía ocular LASIK . Las moléculas de excímeros más utilizadas incluyen F₂ ( flúor , que emite a 157 nm) y compuestos de gases nobles (ArF [193 nm], KrCl [222 nm], KrF [248 nm], XeCl [308 nm] y XeF [351 nm]). [ 3 ]
láseres de iones
Los láseres de iones de argón emiten luz en el rango de 351 a 528,7 nm. Dependiendo de la óptica y del tubo láser, se puede utilizar un número diferente de líneas, pero las más utilizadas son 458 nm, 488 nm y 514,5 nm.
láseres de vapor metálico
Los láseres de vapor metálico son láseres de gas que suelen generar longitudes de onda ultravioleta . El helio - plata (HeAg) de 224 nm, el neón - cobre (NeCu) de 248 nm y el helio - cadmio (HeCd) de 325 nm son tres ejemplos. Estos láseres tienen anchos de línea de oscilación particularmente estrechos , inferiores a 3 GHz (500 femtómetros ), [ 4 ] lo que los convierte en candidatos para su uso en espectroscopia Raman con supresión de fluorescencia .
El láser de vapor de cobre , con dos líneas espectrales de verde (510,6 nm) y amarillo (578,2 nm), es el láser más potente con la mayor eficiencia en el espectro visible. [ 5 ]
Ventajas
- Alto volumen de material activo
- El material activo es relativamente económico.
- Es prácticamente imposible dañar el material activo.
- El calor se puede eliminar rápidamente de la cavidad .
Aplicaciones
- El láser He-Ne se utiliza principalmente para la creación de hologramas.
- En la impresión láser, el láser He-Ne se utiliza como fuente para escribir sobre el material fotosensible.
- Los láseres de helio-neón se utilizaban para leer los códigos de barras impresos en los productos de las tiendas. En la actualidad, han sido sustituidos en gran medida por diodos láser .
- Los láseres de nitrógeno y los láseres de excímeros se utilizan en el bombeo de láseres de colorante pulsados. [ 6 ]
- Los láseres de iones, principalmente de argón, se utilizan en el bombeo de láseres de colorante de onda continua. [ 6 ]
Véase también
Referencias
- ↑ Willett, Colin S.; Haar, D. Ter (17 de mayo de 2014). Introducción a los láseres de gas . Elsevier Science. pág. 407. ISBN 9781483158792.
- ↑ "Láser de CO2 de alta potencia del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea " . Informes técnicos de defensa . Archivado del original el 7 de junio de 2007.
- ↑ Schuocker, D. (1998). Manual de la Academia Euroláser . Springer. ISBN 0-412-81910-4.
- ↑ "Láseres UV profundos" (PDF) . Photon Systems, Covina, California. Archivado del original (PDF) el 1 de julio de 2007. Consultado el 27 de mayo de 2007 .
- ^ Endo, Masamori; Walter, Robert F. (3 de octubre de 2018). Láseres de gas . Prensa CRC. pag. 451.ISBN 9781420018806.
- 1 2 Duarte, FJ (2003). Óptica láser sintonizable . Elsevier Academic. ISBN 0-12-222696-8.
- Yariv, Amnón (1989). Electrónica cuántica (3ª ed.). Wiley. ISBN 0-471-60997-8.
- Patente estadounidense 3149290
- láseres de gas
- Inventos estadounidenses