Reporte seguridad laser

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Maestría en Opto-Mecatrónica
Laboratorio de Optomecatrónica II

Reporte:
Láseres

Fecha de realización: Noviembre 2011

Presentan:

RESUMEN
En este reporte se describe la práctica sobre seguridad laser en la cual se abordó longitud de coherencia y el perfil gaussiano de un haz laser; se discuten tipos de láseres según su construcción y la clasificación referente a la seguridadlaser. Se presentan los conceptos de cada tema considerados de mayor relevancia. Por último se muestra el procedimiento, resultados obtenidos y conclusiones correspondientes.
INTRODUCCIÓN MARCO TEORICO
Laser
Un láser (light amplification by stimulated emission of radiation ó amplificación de luz por emisión estimulada de radiación) es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecánica cuántica,la emisión inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente de un medio adecuado, con el tamaño, la forma y la pureza controlados.

Tipos de los láseres según su construcción
Aunque actualmente existen a disposición varios cientos de láser diferentes, en ingeniería sólo son de uso común unos cuántos tipos no así para fines de investigación; En la tabla 1 se enumeran lascaracterísticas de los principales tipos de láser. Se describen elementos de su diseño, funcionamiento y propiedades.
Medio | Principales longitudes de onda | Salida | Modo | Eficiencia típica % | Diámetro del haz típico |
LASER GASEOSO |
HeNe | 633nm | 0.1-50mW | Continuo | 0.1 | 1 |
Argón | 488 ó 514 m | 5mW-20W | Continuo | 0.1 | 1 |
CO2 | 10.6um | 20W-15kW | Continuo | 10 | 25 |
LASER DE ESTADOSOLIDO |
Rubí | 694nm | 30mJ-100J | Pulsos | 0.5 | 5-10 |
Nd-YAG | 1.064um | 10mJ-150J | Pulsos | 1-2 | 1-10 |
LASER SEMICONDUTOR |
GaAlAs | 750-905nm | 1-40mJ | Continuo | Hasta 20 | |
GaAsP | 1.1-1.6um | 1-10mW | Continuo | Hasta 20 | |
LASER EXIMER |
Ar-Fluoruro | 193nm | 50W | Pulsos | Hasta 1 | 2x4-25x30 |
Kr-Fluoruro | 248nm | 100W | Pulsos | Hasta 2 | 2x4-25x30 |
LASERCOLOREADO |
Bombeado con laser de iones | 400-1000nmAjustable | Hasta 2W | Continuo | 5-25 | 0.6-1 |
Bombeado con laser de pulsos | 300-1000nmAjustable | Hasta 15W | Pulsos | Depende de la luz de bombeo | 2-10 |
Tabla . Tipos de láseres según su construcción.

Haces Gaussianos

En los láseres se considera que una solución de de las ecuaciones de maxwell corresponden al perfil de un hazgaussiano, por la naturaleza oscilatoria armónica de las ondas electromagnéticas esta descripción matemática es una solución de la ecuación de Helmholtz, que esta dada por:

Ecuación
Donde es la solución de la ecuación, es el número de onda y es el laplaciano . Como se dijo, la consideración de que el haz es una onda cuya propagación es altamente direccional, se toma en cuenta laaproximación paraxial en la que se considera que las variaciones del campo electromagnético en la dirección transversal son muy pequeñas comparadas con la dirección de propagación. Aplicando esto a la ecuación (1) se tiene:

Ecuación 2
Donde es el laplaciano transversal. La solución común de esta ecuación son llamados haces Gaussianos, que son dados por:

Ecuación 3Donde cada factor en la ecuación (3) corresponde a una propiedad física del haz. El primer factor es la amplitud del campo electromagnético. El segundo es la fase longitudinal o la dirección de propagación, el tercero es la fase radial o en el plano transversal. Unos de los parámetros más importantes que describen un haz gaussiano y que dependen de la propagación, son, el diámetro del haz o tamaño delpunto, que viene dado por:

Ecuación 4
Y en donde el radio de la curvatura de onda, dado por:

Ecuación 5

Con constantes de propagación:
=
Ecuación 6
En esta ultima ecuación se tiene que es la cintura del haz, medida que es el diámetro del haz en el punto donde este diámetro es el mínimo posible, y se conoce como la distancia de Rayleigh que físicamente es la distancia...
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