Введение в различные лазеры

Una breve lista de tipos de láser

Los láseres se pueden dividir en seis tipos según el medio utilizado: láseres de estado sólido, láseres de gas, láseres líquidos,láseres semiconductores, láseres químicos y láseres de vapor metálico.

Твердотельные лазеры

Los láseres de estado sólido son láseres que utilizan un medio sólido. El material sólido utilizado en estos láseres es vidrio o material cristalino. Principio de funcionamiento de los láseres de estado sólido: el vidrio o material cristalino utilizado en los láseres de estado sólido actúa como una impureza iónica junto con el material base. Dopaje es un término utilizado para describir el proceso de agregar impurezas a una sustancia. Los elementos de aleación utilizados en estos láseres son tulio (Tb), erbio (Er) e iterbio (Yb), que son elementos de tierras raras. Los materiales de soporte utilizados son vidrio dopado con iterbio, granate de itrio y aluminio dopado con erbio, vidrio dopado con erbio y zafiro. El material de soporte más utilizado es el granate de itrio y aluminio dopado con erbio. Aplicaciones de los láseres de estado sólido: El uso de estos láseres facilita la perforación de agujeros en metales. Son muy utilizados en el ámbito militar. Ventajas de los láseres de estado sólido: Estos láseres tienen una estructura tubular de bajo costo. Los láseres de estado sólido tienen un diseño sencillo. La radiación de salida puede ser continua o pulsada. Hay poca o ninguna posibilidad de que haya material de desecho en el medio activo. Estos láseres son muy eficientes. Desventajas de los láseres de estado sólido: La radiación de salida de los láseres de estado sólido es baja. La divergencia de este tipo de láser es variable y varía de 0,05 a 1 grado. Se producen pérdidas de potencia en el láser debido al calentamiento de la varilla.

Газовые лазеры

Газовые лазеры имеют активную среду, состоящую из одного или нескольких газов или паров. Эти лазеры классифицируются как: атомарные газовые лазеры (гелий-неоновые лазеры), молекулярные газовые лазеры (лазеры на углекислом газе) и ионные газовые лазеры (аргон-ионные лазеры).

Láseres líquidos

Los láseres líquidos también se denominan láseres de colorante. Este tipo de láser utiliza líquido como medio activo. El principio activo utilizado en los láseres líquidos se llama tinte; Los tintes comunes incluyen fluoresceína, rodamina B y rodamina 6G. Principio de funcionamiento de los láseres líquidos: el medio activo de este tipo de láser es un tinte orgánico y el disolvente utilizado para disolverlo es agua, alcohol o etilenglicol. El tinte se bombea desde el depósito al capilar. El tinte sale del tubo a través de una lámpara de flash. Luego, el haz de salida pasa a través de la ventana Brewster hasta el acoplador de salida, que es un reflector al 50%. La longitud de onda de salida se puede ajustar en un amplio rango. Aplicaciones de los láseres líquidos: estos láseres se utilizan ampliamente en medicina y como herramientas de investigación. Ventajas de los láseres líquidos: Alta eficiencia. Posibilidad de obtener una amplia gama de longitudes de onda. Diámetro de haz pequeño. El ángulo de divergencia del haz es de 0,04 a 0,1 grados, que es relativamente pequeño en comparación con otros láseres. Desventajas de los láseres líquidos: El alto coste de estos láseres. Sintonizar un láser a una frecuencia específica requiere el uso de filtros, lo que los hace más caros que otros tipos de láseres. Es difícil determinar qué elemento emite luz.

Láseres semiconductores:Los láseres semiconductores son láseres pequeños. Funcionan de manera similar a los LED, pero el haz de salida tiene las características de un láser. Los diodos semiconductores se fabrican utilizando tecnología de semiconductores. como funcionanláseres semiconductores:Активным материалом, используемым в полупроводниковых лазерах, является арсенид галлия; поэтому эти лазеры также называются лазерами на арсениде галлия. Принцип работы полупроводникового лазера аналогичен принципу работы p-n-диода при прямом смещении. P-n-материалы подключаются к источнику питания постоянного тока через металлические контакты. Полупроводниковые лазеры также называются инжекционными лазерами, потому что ток инжектируется в соединение между p- и n-материалами. Применения полупроводниковых лазеров:Estos láseres se utilizan naturalmente como transmisores en comunicaciones digitales porque pueden emitir luz a diferentes velocidades y duraciones de pulso. También son muy utilizados en comunicaciones de fibra óptica.Преимущества полупроводниковых лазеров: Они имеют множество применений благодаря своим малым размерам. Эти лазеры очень экономичны. Не используются зеркала. Потребляемая мощность низкая. Недостатки полупроводниковых лазеров: Угол расхождения луча составляет 6–20 градусов, что больше, чем у других типов лазеров. Выходной луч имеет необычную форму, поскольку используемая среда короткая и прямоугольная. Рабочие характеристики этого типа лазеров зависят от температуры, такие как выходная мощность и центральная длина волны.

Láseres químicos:Los láseres químicos generan luz láser a través de reacciones químicas. Por ejemplo, durante una reacción química de átomos de flúor e hidrógeno, se pueden formar moléculas de fluoruro de hidrógeno en un estado excitado. Así, al mezclar rápidamente dos gases iónicos, se puede generar radiación láser, por lo que no se requiere energía adicional; Se puede producir una poderosa energía luminosa directamente a partir de una reacción química. Los dos tipos principales de dispositivos son el fluoruro de hidrógeno (HF) y el fluoruro de deuterio (DF). El primero tiene una longitud de onda láser de 2,6 a 3,3 micrómetros, y el segundo, de 3,5 a 4,2 micrómetros. Estos láseres puramente químicos son actualmente capaces de generar potencias de varios megavatios y sus longitudes de onda van desde el infrarrojo cercano hasta el infrarrojo medio. Estos láseres se propagan fácilmente en la atmósfera o mediante fibras ópticas. Debido a que los láseres químicos generan luz láser a través de reacciones químicas, son relativamente compactos y adecuados para aplicaciones de campo; en particular, pueden crear láseres de alta potencia que pueden usarse con fines militares y en fusión nuclear.

Лазеры на парах металлов, например, на парах меди, в основном генерируют зелёный (510,5 нм) и жёлтый (578,2 нм) свет, достигая средней мощности 100 Вт и пиковой мощности 100 кВт. Их основное применение — в качестве источника накачки для жидкостных лазеров. Кроме того, их можно использовать в высокоскоростной импульсной фотографии, проекционном телевидении с большим экраном и в обработке материалов.