TIPOS Y UTILIDADES DE LASER

Las altas capacidades del rayo laser se identifican con la espada láser, elemento estrella de la saga de ciencia ficción, StarWars .Pero por ahora la espada láser es todavía ciencia-ficción. Aunque se están desarrollando cada vez mas aplicaciones, entre las últimas, la soldadura láser, ya disponible y con sus ventajas.

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1. SIGNIFICADO de LASER
2. CUADRO CLASIFICACION TIPOS LASER
3. DIFERENTES TIPOS DE LASER
4. LASER SÓLIDO
5. LASER GASEOSO
6. Laser YAG
7. Laser Galvo
8. Laser Fibra
9. Laser MOPA
10. Laser VANADATO
11. Laser CO2

1 SIGNIFICADO DE LASER:

La palabra LASER, tiene, ya de principio , un significado. Viene del inglés: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation; 0 traducido : amplificación de luz por emisión estimulada de radiación. Sólo vamos a tratar los LASER relacionados con su capacidad de uso industrial.

Para ver los diferentes tipos de láser y sus aplicaciones , podemos empezar por este cuadro explicativo :

2 CUADRO CLASIFICACION TIPOS DE LASER

Nominaciòn Láser	Medio activo	Rango de frecuencia de emisión	Regimen de emisión	Potencia de pico máxi (aproximada)	Utilidades
1 Hélio Neon	Gas	Rojo	Contínuo	10MW	Espec- Metrología/ Lectores de códigos de barras.
2 Ion de Argón	Gas	Verde – Azul	Contínuo	10W	– Espectáculos
3 CO2	Gas	Infrarrojo	Contínuo	1KW	Corte; Soldadura; Cirujía
4 Excimero	Gas	Ultravioleta	Pulsado	1Mw	Microprocesado / cirujía
5 Químicos	Gas	Infrarrojo	Contínuo	1MW	Escudos Antimisiles
6 Colorante	Líquido o sólido	IR-Visible-UV	Contínuo o pulsado	1W	Espectroscopia
7 Rubí	Sólido	Rojo	Pulsado	1KW	Investigación
8 Neodimio: YAG	Sólido	Infrarrojo	Contínuo o pulsado	1GW	Bombeo /Procesado de materiales (corte) / cirujía
9 Titanio: Zafiro	Sólido	Infrarrojo	Contino o pulsado	1PW	Investigación / Pulsos ultracortos
10 Semiconductor	Sólido	Infrarrojo visible	Contínuo o pulsado	1mW- 1Kw	Comunicaciones /CD-DVD/ Punteros/ Bombeo
11 Fibra	Sólido	Infrarrojo visible	Contínouo o pulsado	1W- 1KW	Procesado de materiales (corte) /Espectroscopía/ Comunicaciones
12 Electrones Libres	(XX)	Microondas / Rayos X	Pulsado	100kW	– Investigación

Tabla de utilidades de los diferentes tipos de LASER

Los diferentes colores de LASER corresponden a diferentes frecuencias y utilidades

Siguiendo la tabla anterior , nos interesan el tipo 3 (CO2), el 8 (YAG) y el 11(fibra óptica dopada) como más interesantes para la industria.

Para elegir o saber qué tipo de laser es necesario para cada caso es comenzar por el final de este cuadro, es decir la columna de la derecha. Se hace la pregunta, por ejemplo; ¿Qué tipo de láser se usa para control lector de un CD-DVD ? y nos encontramos , 1-Que es un láser semiconductor, 2-que su medio activo es solido. 3-Que su rango de frecuencia de emisión es : Infrarojo visible. 4- Que su Régimen de emisión puede ser contínuo o pulsado. y 5- Que su potencia de pico máxima es entre 1mW y 1Kw Los láseres más habituales, los que se utilizan en la industria del proceso de materiales como marcado, grabado o corte, en diferentes materiales con intensidad son , por el orden , el 3 (tubo CO2) y el 11(fuente fibra óptica)

3 diferentes tipos de laser

Existen muchos tipos de láseres diferentes.
Los láseres  se pueden clasificar por :
A- su longitud de onda de emisión; desde las microondas hasta los rayos X;
B- por su potencia; desde mili-vatios hasta Peta-vatios;
C- por su régimen de emisión; pulsados o continuos;
D- por las características de su medio activo: sólidos, líquidos o gaseosos;
cada uno de estos tipos tiene unas utilidades muy diversas.

Clasificación D- Solo hay un LASER que utilice el medio líquido. Y se utiliza para espectroscopía, (colorante). Por tanto , pasamos a los otros dos estados: LASER GASEOSO y LASER SOLIDO:

4 D1 LASER GASEOSO :

En un láser de gas, el medio activo del láser es un gas a baja presión (unos pocos mili-torr). Las razones principales para usar un gas a baja presión son :

1. Posibilitar una descarga eléctrica en un largo espacio , mientras los electrodos están en los extremos de un tubo largo.
2. Obtener líneas espectrales estrechas, minimizando el ensanchamiento debido a las colisiones entre átomos.

imagen ampliada de corte láser fibra en metal

5 D2- LASER SOLIDO :

Un láser de estado sólido es un láser que utiliza un medio de ganancia que es un sólido, en lugar de un líquido, como en láseres de colorante, o un gas como en los láseres de gas. Entre los laseres solidos estan laser yag, laser galbo, laser fibra y laser mopa.

6 LASER YAG

Un Láser Nd-YAG (acrónimo del inglés Neodymium-doped Ytrium Aluminium Garnet) es un dispositivo de emisión láser de estado sólido que posee óxido de itrio y aluminio cristalino cuya red hace de anfitrión ya que está dopada con neodimio que hace de huésped formando la especie (Nd:Y3Al5O12), una variedad de granate, su emisión característica posee una longitud de onda de 1064 nanómetros, es decir, emite en el infrarrojo.

Cabezal de corte láser fibra cortando metal de 2mm espesor

1 Los láser Nd-YAG se encuentran entre los dispositivos láser de cuatro niveles y  se utilizan en muchas áreas , como por ejemplo; se aplica en el tratamiento oftalmológico de la opacidad capsular tras cirugía de cataratas, en medicina estética o en procesos industriales, como tratamientos de superficie y mecanizados. Dependiendo del sistema de bombeo puede operar en contínuo (lámparas de arco de tungsteno) o como láser pulsado ( lámparas de xenón ). Con la novedad del láser de fibra , al menos para la industria, se está dejando  de utilizar esta técnología llamada «YAG». Porque los YAG son comparativamente mas caros, y su vida útil mucho más corta.

7 LASER GALVO

– En los sistemas Galvo, el láser se proyecta en 2 espejos giratorios de alta dinámica y de baja inercia. Los espejos son movidos por impulsos galvanométricos, de ahí su nombre. Dado que casi no se aceleran las masas, el haz del láser se proyecta sobre la pieza que se quiere grabar o marcar, a velocidades extremadamente altas, con elevada precisión y repetición. El tamaño del campo de marcado es definido por el ángulo de deflexión y la longitud focal de la lente que estemos usando en la marcadora láser

8 LASER FIBRA

Oxido de erbio

En los láseres de fibra el medio de ganancia activa está formado por una fibra óptica con elementos dopados de tierras raras. Estos pueden incluir erbio, iterbio, neodimio, disprosio, praseodimio y tulio. Estos tipos de láseres son de última generación y son resultado de extensas investigaciones. Estos modelos tienen la ventaja de que utilizan menos energía y que ocupan menos espacio que otros sistemas láser, ahorrando dinero y ayudando a que su negocio funcione de manera más eficiente. www.Holy-laser.es es un proveedor de este tipo de láser, ya sea para marcado o grabado, de metales o / corte con equipos de mayor potencia , a partir de 300W. Consulte nuestra web. Revisen los diferentes equipos para diferentes utilidades . Para más información sobre la técnica de generación LASER de fibra óptica pueden ver este post

9 LASER MOPA:

Resultados de marcado laser en color con equipo MOPA sobre acero inoxidable

El término MOPA es en realidad un acrónimo de Master Oscillator Power Amplifier. Este tipo de tecnología fue un gran avance junto con el diseño de fuentes de luz DUV (Deep UltraViolet) ; En las fuentes de luz tradicionales de una sola cámara, existe un equilibrio entre el ancho de banda y la potencia, que lo obliga a elegir entre comprometer el rendimiento o la rentabilidad. Pero con la tecnología MOPA, ya no.   El diseño MOPA tiene dos cámaras de descarga de gas: el oscilador maestro y el amplificador de potencia. El oscilador maestro proporciona luz con una baja cantidad de energía en un espectro estrecho. Desde este punto, la luz pasa a través de la segunda cámara, el amplificador de potencia, que intensifica la luz para alcanzar los niveles de potencia necesarios. Los láseres de fibra MOPA utilizan diodos semiconductores como un mecanismo de bombeo y un cable de fibra óptica dopado como ganancia media. Para los láseres de fibra, la fibra óptica dopada también sirve como resonador.
Los láseres de fibra MOPA son mucho más fiables y eficientes que las tecnologías láser anteriores. Con estos equipos de láser, usted sabe que obtiene la mejor tecnología del mercado. Una propiedad muy valorada del láser MOPA es que puede grabar sobre metal con diferentes colores. En http://www.holy-laser.es podemos proveer de máquinas láser MOPA.

10 LASER VANADATO  

El término láser de vanadato se usa generalmente para los láseres basados ​​en cristales de vanadato dopados con neodimio. En particular, estos incluyen vanadato de itrio (Nd: YVO4), vanadato de gadolinio (Nd: GdVO4) y vanadato de lutecio (Nd: LuVO4). Estos vanadatos también se llaman ortovanadatos. Dichos materiales se conocen desde hace mucho tiempo, pero se popularizaron solo muchos años después, ya que durante un largo período fue difícil cultivarlos con una calidad óptica alta en un tamaño suficientemente grande. Además del progreso en el crecimiento de cristales, la llegada del bombeo de diodos aumentó el interés en los vanadatos y también porque se podían usar cristales más pequeños.
También hay cristales de vanadato dopados con otros iones de tierras raras, por. Ejemplo: Con dopaje de iterbio, erbio, tulio o holmio. Debido al tamaño similar, los iones de itrio, gadolinio o lutecio pueden reemplazarse con iones de tierras raras activos con láser sin afectar la estructura de la red. Esto es importante, por ejemplo, para preservar la alta conductividad térmica de los materiales dopados. Los cristales de vanadato son naturalmente birrefringentes, lo que elimina la pérdida de despolarización inducida térmicamente en los láseres de alta potencia. Además, la ganancia del láser depende en gran medida de la polarización (→ polarización de la emisión del láser); la ganancia más alta se logra generalmente para la polarización a lo largo del eje c. La absorción de la bomba también es fuertemente dependiente de la polarización (excepto en longitudes de onda especiales), lo que puede causar problemas, por ejemplo. cuando se utiliza una fuente de bomba acoplada con fibra con polarización a la deriva.
LONGITUDES DE ONDA : Para Nd: YVO4, la longitud de onda de emisión láser típica es de 1064 nm, es decir, la misma que para Nd: YAG. Otras longitudes de onda de emisión importantes son 914 y 1342 nm. La última línea de emisión es mucho más fuerte que la línea de 1.32 μm correspondiente en Nd: YAG, lo que permite un rendimiento mucho mejor operando con 1.3 μm. La utilidad del Vanadato es la misma que el laser de fibra. Como con el vanadato es mas complejo de tratar y obtener resultados, se esta dejando de utilizar.

LASER GAS

11 LASER CO2:

Esquema descripción elementos de tubo gas CO2, uno de los más habituales para marcado y corte.

 Los láseres de CO2 son láseres con tubo de gas con base en una mezcla gaseosa de dióxido de carbono que se estimula eléctricamente. Con una longitud de onda de 10,6 micrómetros, resultan adecuados sobre todo para tratar materiales no metálicos y muchos plásticos.
Los láseres de CO₂ tienen una eficiencia relativamente alta y muy buena calidad de rayo, por lo que son uno de los tipos de láser más utilizados. En www.holy-laser.es somos proveedores de maquinaria con esta tecnología.
Este tipo de láser permite trabajar con los siguientes materiales (no metal) : madera; acrílico o metacrilato; vidrio; papel y cartón; tejidos; plásticos, películas y materiales muy finos; cuero; piedra y una gran gama de productos. Su utilidad lo ha llevado a la producción de muchas máquinas en base al tubo de CO2, pero su limitación esta en la durabilidad limitada de las lámparas CO2 y su pérdida de potencia hace que se busquen soluciones como las CO2 solido patente privada de la marca Coherent que en Holy-laser utilizamos en los equipos HSCO2-30W para grabado y en estas máquinas laser de grabado y corte o esta otra máquina de corte para no metales , que tiene una ventaja superior en su duración sin necesidad de cambios de lámpara CO2

si tienen algo que consultar y puedo ser les de ayuda, agradecere me escriban a :

https://www.holy-laser.es/contacto/