trabajo bachillerato

MANUAL DE INGENIERIA OPTICA

Editado por
Daniel malacara
Centro de investigación en óptica, A.C.
León, México
Brian j. Thompson
Universidad de Rochester
Rochester, nueva york
20
Láseres

VICENTE ABOITES
Centro de investigaciones en óptica, león, México



MARCEL DEKKER, INC.
NUEVA YORK. BASEL

Derechos de autor © 2001 por Marcel dekker, inc. Derechos reservados.



20Láseres

VICENTE ABOITES
Centro de investigaciones en óptica, león, México

20.1 TIPOS DE LASERES, PRINCIPALES REGIMENES DE OPERACIÓN, Y EJEMPLOS
Basado en la idea cuántica usada por Max Planck [49] para explicar la emisión de cuerpo negro de la radiación, en 1917 Albert Einstein propuso los procesos de emisión estimulada y la absorción de radiación [14]. La amplificación de luz por la emisiónde radiación estimulada (laser) [59] fue demostrada primero por Maiman [42] en 1960 usando un cristal de rubí impulsado con un flash de una lámpara de xenón. Desde entonces. La emisión coherente de laser ha sido generada en miles de substancias usando una gran variedad de mecanismos de bombeo. Los láseres son normalmente clasificados de acuerdo a su medio activo: solido, liquido, y gaseoso. Latabla 20.1 muestra ejemplos de algunos de los láseres mas importantes de acuerdo a su naturaleza de su medio activo; su típica operación de ondas y sus regímenes de operación temporal son también mostrados.

20.1.1 láseres de estado solido
Existen dos tipos esenciales de láseres sólidos: cristales y vidrios impuramente dopados. Ellos son casi exclusivamente impulsados ópticamente con flashes delámpara, con lámparas de arco de onda continua o con otras fuentes de laser como los láseres semiconductores. Ejemplos muy conocidos son el Nd3+: YAG y el Nd3+: lentes de vidrio.

20.1.2 láseres semiconductores
Incluso cuando estos son también “láseres de estado sólido,” por propósitos de clasificación ellos son generalmente considerados diferentes debido a la diferencia en el mecanismo deinversión. Estos la láseres son característicos en términos del modo de inversión por el cual el pozo de electrones par es producido. Ellos pueden ser ópticamente impulsados por otras fuentes de laser, por barras de electrones, o más frecuentemente por inyección de electrones en una unión tipo p-n. Un ejemplo común es el laser gaAs.




Tabla 20.1 ejemplos de representación de fuente de laser
claseLaser medio
Longitud de onda de funcionamiento nominal
Típica potencia de salida o energía
Típicos regímenes temporales
solido
N: YAG
N
T
1064
1064
660-1180
10-100 W
50 J
10W
CW
Pulsado
CW
semiconductor
inGaAsp
1300
10 mW
CW
Gas
He-Ne
Ar+
krF
Co
Kr+
HCN
633
488
248
10600
647
336.8x103
5 mW
10 W
0.5 J
100-1000 W
0.5 W
1 mW
CW
CW
CW
Pulsado
CW
CWliquido
Rodamina – 6G
560-640
100 mW
CW
plasma
C6+
18.2
2 mJ
pulsado
FEL
Electrones libres
300-4000
1 mJ
Pulsado










20.1.3 láseres gas
Existen seis tipos diferentes de láseres gas esenciales, incluyendo
1. Transiciones electrónicas en el medio energético atómico neutral
2. Transiciones electrónicas en el medio energético atómico ionizado
3. Transiciones electrónicasen el medio energético molecular neutral
4. Transiciones vibratorias en medio energético molecular neutral
5. Transiciones rotacionales en el medio energético molecular neutral
6. Transiciones electrónicas en el medio energético molecular activo.
Estos láseres son impulsados por arios métodos incluyendo ondas continuas (CW), pulso, y descargas eléctricas rf, impulsacion óptica, reacciónquímica, y expansión dinámica gaseosa. Ejemplos muy comunes para cada uno de los láseres anteriores son Ne-He, Ar+, krf, C, CF, y +.

20.1.4 Láseres Líquidos
El medio activo es una solución de un componente colorido en alcohol o agua. Existen tres tipos primordiales: colores orgánicos, que son bien conocidos por su tunabilidad; láseres químicos raros en el mundo usando moléculas orgánicas; y...