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¿Cómo funcionan los láseres ultravioleta de alta potencia?
Oct 31 , 2022¿ Cómo funcionan los láseres ultravioleta de alta potencia ?
Los rayos ultravioleta van desde 150 a 400 nanómetros. Esta es una longitud de onda corta para un láser, y eso tiene muchas ventajas.
La longitud de onda corta se traduce en un tamaño de punto pequeño, lo que a su vez significa una gran resolución espacial. Los láseres UV también pueden cortar y marcar casi sin distorsión térmica. Además, son compatibles con una gran cantidad de materiales. Todo esto se combina para convertirlos en el láser de referencia para aplicaciones sensibles de alta precisión.
Por otro lado, poner en marcha un láser UV ha requerido un arduo trabajo por parte de la comunidad científica y de ingeniería.
En primer lugar, las ópticas requeridas son muy especiales, porque la luz ultravioleta degrada rápidamente las ópticas tradicionales y es muy sensible a los defectos. Sin mencionar que generar un rayo láser de longitud de onda UV es un desafío en sí mismo. Un problema al que el mundo ha encontrado 2 soluciones distintas.
Los instrumentos de medición de haz láser de alta precisión de Gentec-EO ayudan a los ingenieros, científicos y técnicos en todo tipo de aplicaciones láser, desde la fábrica hasta el hospital, el laboratorio y el centro de investigación. Conozca nuestras soluciones para estos tipos de medición:
Medidores de potencia láser
Medidores de energía láser
Perfiladores de rayo láser
Medidores de potencia de terahercios
ÓPTICA DE ALTA CALIDAD RESISTENTE A LOS UV
Debido a su longitud de onda corta, la luz del láser ultravioleta se dispersa y distorsiona fácilmente incluso con burbujas o rugosidades superficiales débiles. Por lo tanto, solo se pueden utilizar ópticas de alta calidad para los láseres UV.
El hecho de que la luz ultravioleta degrade rápidamente los componentes ópticos tradicionales limita aún más las opciones disponibles para los diseñadores de láser. De hecho, la degradación UV no es algo que solo los diseñadores de láser deban tener en cuenta. Los detectores láser también deben resistir el ataque continuo de los rayos UV y esto es lo que hace que los detectores piroeléctricos sean una buena opción para medir los rayos UV.
Un ejemplo común de degradación de la óptica por los rayos UV es un fenómeno llamado solarización, que afecta en gran medida la transmisión de muchos vidrios, altera su color y sus propiedades físicas y, finalmente, los vuelve inútiles.
GENERACIÓN DE LUZ LÁSER UV
Puede pensar que es tan "simple" como encontrar un material que emita láser en la longitud de onda correcta y luego combinarlo con una óptica resistente a los rayos UV. Y no te equivocarías. Esa es una solución. Es el que está detrás de los láseres excimer.
Hay otro enfoque, que no implica generar directamente luz ultravioleta. En cambio, un rayo láser disponible más comúnmente pasa a través de cristales de conversión de frecuencia, convirtiéndolo en UV. Esta solución a menudo se denomina láseres UV DPSS (estado sólido bombeado por diodos).
MÉTODO #1: GENERACIÓN DIRECTA DE LÁSER ULTRAVIOLETA (LÁSER EXCIMER)
Los gases nobles normalmente no interactúan con otros elementos. Sin embargo, si se excitan (mediante una descarga eléctrica, por ejemplo), pueden unirse a otros átomos para formar una molécula de vida muy corta llamada excimer.
Los excímeros emiten fotones de longitud de onda ultravioleta para liberar el exceso de energía y volver a su estado fundamental. Debido a que esta emisión de fotones ocurre muy rápidamente, se deben usar altas potencias de bombeo para lograr inversiones de población (una condición previa para el láser).
Los láseres excimer pueden proporcionar las potencias más altas y la longitud de onda más corta de todos los láseres UV. Sin embargo, la configuración es grande y complicada, requiere mucho mantenimiento, no es particularmente eficiente y produce un láser de baja calidad de haz.
MÉTODO #2: GENERACIÓN DE LÁSER ULTRAVIOLETA MEDIANTE CONVERSIÓN DE FRECUENCIA (LÁSER DPSS)
Los láseres de estado sólido bombeados por diodos (DPSS), como los láseres YAG, son caballos de batalla de la industria que pueden producir haces de alta calidad. Sin embargo, los cristales disponibles para DPSS emiten longitudes de onda en un rango limitado (que no incluye UV).
Afortunadamente, los cristales de conversión de frecuencia se pueden usar para convertir las líneas láser DPSS en longitudes de onda más cortas. Una conversión común es un YAG de 1064 nm triplicado en frecuencia, lo que da como resultado un rayo láser UV de 355 nm de alta calidad.
El convertidor UV de la cámara de perfilado Beamage en realidad utiliza la conversión de frecuencia a la inversa para obtener imágenes precisas de los rayos UV e incluso de los rayos X sin correr el riesgo de dañar la óptica.
