Le applicazioni laser si estendono fin dove possiamo immaginare. A partire da applicazioni industriali come il taglio, la saldatura, la marcatura, fino all'industria medica per la scansione, la produzione di utensili di precisione, fino all'industria del lusso per la finitura, l'imprinting e, infine, a qualsiasi settore a cui possiamo pensare.
¿Sabes qué es la tecnología láser y cómo se genera? Siga leyendo para conocer la tecnología que está transformando las industrias.
¿Alguna vez te has preguntado cómo se hacen las cosas que nos rodean, las cosas que usamos a diario? Bueno, cuando lo reduzcamos para entender que está hecho, entenderemos que la mayoría de ellos están afectados por las operaciones del sistema láser. Las aplicaciones del láser se extienden hasta donde podemos imaginar. Desde aplicaciones industriales como corte, soldadura, marcado, pasando por la industria médica para escaneo, herramientas de precisión, hasta la industria de lujo para acabado, impresión y, finalmente, cualquier sector que se nos ocurra. Entonces, ¿qué es la tecnología láser ?
Principio básico del láser:
Por definición de láser, afirma: «Un láser es un dispositivo que emite luz mediante un proceso de amplificación óptica basado en la emisión estimulada de radiación electromagnética». Aunque el término LÁSER parezca una expresión saludable, en realidad es un acrónimo de «amplificación de la luz mediante emisión estimulada de radiación». Como explicamos el acrónimo láser y cuando miramos a nuestro alrededor hoy en día, el láser se extiende por un amplio espectro de aplicaciones, pero su inicio no está lejos. En 1960, Theodore H. Maiman, mientras trabajaba en los Laboratorios de Investigación Hughes, construyó el primer láser.
«Aunque el término LÁSER suena como una expresión saludable, en realidad es un acrónimo de «amplificación de luz por emisión estimulada de radiación»
Cómo funciona el láser:
Un láser típico consta de cinco componentes principales, a saber: ganancia media, energía de bombeo del láser, reflector alto, acoplador de salida y rayo láser. Un medio de ganancia es un material con tendencia a amplificar la luz con emisión estimulada. La luz con una longitud de onda específica se amplifica (aumenta su potencia) cuando pasa a través de un medio de ganancia.
En el trabajo con láser, el medio de ganancia recibe energía para amplificar la luz mediante el proceso conocido como bombeo. La energía suministrada se produce en forma de corriente eléctrica o luz de longitud de onda variable. Otra lámpara láser o flash proporciona la luz de la bomba.
Desde los inicios del láser, se ha difundido más ampliamente debido a su capacidad de enfocar la energía con precisión, personalizando las fuentes láser para lograr aplicaciones láser más amplias y una mayor velocidad de operación.
Un láser típico utiliza retroalimentación de un par de espejos montados a cada lado del medio de ganancia; El sistema a menudo se denomina cavidad óptica. Siempre que la luz rebota entre estos dos medios, pasa a través del medio de ganancia y se amplifica cada vez en el proceso. Uno de los dos espejos que actúa como acoplador de salida es translúcido, lo que permite que parte de la luz escape a través del espejo. La cavidad del diseño determina la forma de los espejos (planos o curvos). La naturaleza del haz de luz divergente o estrecho depende de la forma de los espejos. Este dispositivo amplificador se conoce más bien como oscilador láser.
Desde los inicios del láser, se ha extendido más debido a su capacidad de concentrar la potencia con precisión, personalizando las fuentes láser para lograr aplicaciones láser amplias y una mayor velocidad de funcionamiento. Existen diferentes tipos de láseres que tienen una amplia gama de aplicaciones. Algunos de los tipos de láseres comúnmente utilizados en la industria son:
Tipos de láseres y sus aplicaciones:
1. Láser de gas
Cuando se descarga una corriente eléctrica a través de un gas para producir luz coherente, se forma un láser de gas. Basados en el principio de convertir la energía eléctrica en emisión de luz láser, los láseres de gas fueron los primeros láseres de luz continua. La historia del primer láser de gas se remonta a 1960, cuando el físico estadounidense Ali Javan y el físico estadounidense William R. Bennett inventaron el láser de helio-neón. (He-Ne). Principalmente, los láseres He-Ne debido a su bajo costo y alta coherencia se utilizan para laboratorios educativos y de investigación óptica. Si bien son capaces de producir cientos de vatios en modo de espacio único, los láseres de dióxido de carbono (CO2) se utilizan en industrias para corte y soldadura.
La historia del primer láser de gas se remonta a 1960, cuando el físico estadounidense Ali Javan y el físico estadounidense William R. Bennett inventaron el láser de helio-neón.
2. Láseres químicos
Una gran cantidad de energía liberada rápidamente por reacciones químicas forma láseres químicos. Con su tendencia a liberar energía de alta potencia, tiene una aplicación especial en el ejército. Cuando los láseres químicos funcionan con corrientes de gas, se han demostrado aplicaciones industriales.3. Láser excimer
Los excímeros son las moléculas que pueden existir con un átomo en un estado electrónico excitado. Esta tecnología láser utiliza un láser de gas especial impulsado por una descarga eléctrica, donde el medio láser es un excímero o ecciplex en los diseños modernos. Estos láseres funcionan a una longitud de onda igual a la del ultravioleta y tienen importantes aplicaciones en fotolitografía y cirugía ocular LASIK (queratomileusis láser in situ).
4. Láser de estado sólido
En estado sólido, el medio de ganancia del láser es sólido, a diferencia del líquido en los láseres de colorante y del gas en los láseres de gas. Utiliza una varilla de vidrio o varilla cristalina que está «dopada» con iones que proporcionan estados energéticos. Los láseres de estado sólido se utilizan principalmente para el desarrollo de armas de defensa.
5. Láser de fibra
La reflexión interna total en láseres de estado sólido o amplificadores láser se conduce a una fibra óptica monomodo llamada láser de fibra. Como resultado de que la luz viaja a través de regiones de ganancia larga, proporciona fuertes condiciones de enfriamiento. Gracias a la alta relación superficie-volumen, proporciona una refrigeración eficiente. Los láseres de fibra tienen una aplicación importante en la industria para cortar, marcar, soldar, endurecer y recubrir.
Sahajanad Laser Technology Limited, India ha introducido el primeros sistemas de corte y marcado por láser de fibra del mundo . SLTL Group introdujo esta tecnología en la industria para satisfacer las necesidades de alta calidad.
6. Láser de cristal fotónicoUna gran cantidad de energía liberada rápidamente a partir de reacciones químicas forma láseres químicos. Con su tendencia a liberar energía de alta potencia, tiene una aplicación especial en el ejército. Cuando los láseres químicos funcionan con corrientes de gas, se han demostrado aplicaciones industriales.
3. Láser excimer
Los excímeros son las moléculas que pueden existir con un átomo en un estado electrónico excitado. Esta tecnología láser utiliza un láser de gas especial impulsado por una descarga eléctrica, donde el medio láser es un excímero o ecciplex en los diseños modernos. Estos láseres funcionan a una longitud de onda igual a la del ultravioleta y tienen importantes aplicaciones en fotolitografía y cirugía ocular LASIK (queratomileusis láser in situ).
4. Láser de estado sólido
En estado sólido, el medio de ganancia del láser es sólido, a diferencia del líquido en los láseres de colorante y del gas en los láseres de gas. Utiliza una varilla de vidrio o varilla cristalina que está «dopada» con iones que proporcionan estados energéticos. Los láseres de estado sólido se utilizan principalmente para el desarrollo de armas de defensa.
5. Láser de fibra
La reflexión interna total en los láseres de estado sólido o amplificadores láser se conduce a una fibra óptica monomodo llamada láser de fibra. Como resultado de que la luz viaja a través de regiones de ganancia larga, proporciona fuertes condiciones de enfriamiento. Gracias a la alta relación superficie-volumen, proporciona una refrigeración eficiente. Los láseres de fibra tienen una aplicación importante en la industria para cortar, marcar, soldar, endurecer y recubrir.
Sahajanad Laser Technology Limited, India ha introducido el primeros sistemas de corte y marcado por láser de fibra del mundo . SLTL Group introdujo esta tecnología en la industria para satisfacer las necesidades de alta calidad.
6. Láser de cristal fotónico
Láseres basados en nanoestructuras que proporcionan el modo de confinamiento y la estructura de densidad de estado óptico (DOS) necesarios para que se produzca la retroalimentación.
7. Láser de tinte
Otro tipo de láseres son los láseres de tinte que tienen un tinte orgánico como medio de ganancia. Estos láseres son altamente sintonizables (la longitud de onda se puede cambiar). Aunque estos láseres son láseres de estado sólido, los científicos también han demostrado la emisión en la sostenibilidad del oscilador dispersivo incorporando medios de ganancia de tinte de estado sólido. Estos láseres se utilizan para astronomía (estudio de estrellas guiado por láser), espectroscopia, separación de isótopos de vapor atómico y muchos otros.
8. Láser de electrones libres
Los electrones libres, como su nombre indica, no están ligados a estados atómicos o moleculares, sino que utilizan un haz de electrones relativista como medio láser. Estos láseres cubren una amplia gama de longitudes de onda, desde microondas hasta infrarrojos y rayos X suaves. Debido a su naturaleza independiente, tienen el rango de longitud de onda más amplio posible.
Tipos de operaciones con láser:
Hay muchos tipos de láseres, como se mencionó anteriormente, pero funcionan principalmente de dos formas diferentes: operación de onda continua y operación pulsada.
Operación de onda continua:
Como sugiere el nombre, cuando el haz imparte energía durante un tiempo constante, se denomina operación de onda continua. Para satisfacer muchas aplicaciones industriales, algunos láseres funcionan en onda continua. Muchos láseres operan en diferentes modos longitudinales y laten a frecuencias gradualmente diferentes para producir cambios de amplitud en escalas de tiempo más pequeñas que las de ida y vuelta, a menudo subnanosegundos. Estos láseres todavía se consideran de funcionamiento de onda continua, ya que tienden a entregar potencia constante durante un largo período de tiempo.
Operación por pulsos:
El láser pulsado funciona de manera diferente a las operaciones de onda continua. Estos láseres entregan energía óptica en pulsos, repetidos durante un período de tiempo. Estos láseres están personalizados para generar pulsos de potencia de intervalo de tiempo según sus aplicaciones. Esto abarca una gama muy amplia de aplicaciones.
El propósito del artículo era desarrollar una comprensión básica de la tecnología láser. A continuación, veremos sus aplicaciones en diferentes industrias y cómo la tecnología láser afecta a nuestra vida diaria.
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