El láser y sus aplicaciones

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL

“EL LASER Y SUS APLICACIONES EN LA INDUSTRIA”

II SEMESTRE 2009

EL LÁSER

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Figura No. 1

Se denomina láser a todos aquellos dispositivos que generan un haz de luz coherente como consecuencia de una emisión inducida o estimulada. Este comportamiento fue descubierto en 1916 por Albert Einstein, quienestableció los fundamentos para el desarrollo de los lásers y de sus predecesores, los máseres (que emiten microondas), utilizando la ley de radiación de Max Planck basada en los conceptos de emisión espontánea e inducida de radiación.

Su nombre se debe a un acrónimo del inglés LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - "Amplificación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación").Procesos Básicos en la generación del láser

Los láseres constan de un medio activo capaz de generar el láser. Hay cuatro procesos básicos que se producen en la generación del láser, denominados bombeo, emisión espontánea de radiación, emisión estimulada de radiación y absorción.

Los 4 procesos detallados cada uno son:

Bombeo:

Se provoca mediante una fuente de radiacióncomo puede ser una lámpara, el paso de una corriente eléctrica, o el uso de cualquier otro tipo de fuente energética que provoque una emisión. En el láser el bombeo puede ser eléctrico u óptico, mediante tubos de flash o luz. Para el bombeo óptico, se utiliza un resonador óptico, el cual está compuesto por dos espejos que logran la amplificación y a su vez crean el haz láser.

Existen dostipos de resonadores:
✓ Resonador estable, emite un único haz láser.
✓ Resonador Inestable, emite varios haces.

Emisión espontánea de radiación:

Los electrones que vuelven al estado fundamental emiten fotones. Es un proceso aleatorio y la radiación resultante está formada por fotones que se desplazan en distintas direcciones y con fases distintas generándoseuna radiación monocromática incoherente.

Emisión estimulada de radiación:

La emisión estimulada, base de la generación de radiación de un láser, se produce cuando un átomo en estado excitado recibe un estímulo externo que lo lleva a emitir fotones y así retornar a un estado menos excitado. El estímulo en cuestión proviene de la llegada de un fotón con energía similar a ladiferencia de energía entre los dos estados. Los fotones así emitidos por el átomo estimulado poseen fase, energía y dirección similares a las del fotón externo que les dio origen. La emisión estimulada descrita es la raíz de muchas de las características de la luz láser. No sólo produce luz coherente y monocroma, sino que también "amplifica" la emisión de luz, ya que por cada fotón que incide sobre unátomo excitado se genera otro fotón.

Absorción:

Proceso mediante el cual se absorbe un fotón. El sistema atómico se excita a un estado de energía más alto, pasando un electrón al estado meta estable. Este fenómeno compite con el de la emisión estimulada de radiación.

Componentes principales del láser:
1. Medio activo para la formación del láser.
2. Energía bombeada para elláser.
3. Espejo reflectante al 100%.
4. Espejo reflectante al 99%.
5. Emisión del rayo láser.

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Existen numerosos tipos de láseres que se pueden clasificar de muy diversas formas:

• Por el rango espectral:
✓ ultravioleta (UV).
✓ visible (VIS).
✓ infrarrojo cercano (NIR),
✓ infrarrojo (IR).

• Por el mecanismo de excitación:
✓ Descarga eléctrica.✓ Inyección de corriente.
✓ Bombeo óptico incoherente.
✓ o por láser químico.

• Por las aplicaciones:
✓ Industria.
✓ Medicina.
✓ Comunicaciones.

• Por la forma de emisión:
✓ Continuos: Los láseres continuos son láseres cuya salida es un haz de luz continuo. Operan con un haz de potencia media muy estable.

✓ Pulsados: Los láseres pulsados...
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