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EL LÁSER Francisco J. Gómez Filiu. EL LÁSER TIPOS Y CARACTERÍSTICAS APLICACIONES EFECTOS NOCIVOS.

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Presentación del tema: "EL LÁSER Francisco J. Gómez Filiu. EL LÁSER TIPOS Y CARACTERÍSTICAS APLICACIONES EFECTOS NOCIVOS."— Transcripción de la presentación:

1 EL LÁSER Francisco J. Gómez Filiu

2 EL LÁSER TIPOS Y CARACTERÍSTICAS APLICACIONES EFECTOS NOCIVOS

3 EL LÁSER Los láseres se pueden dividir según: su medio activo la longitud de onda del láser el método de excitación del medio activo las características de la radiación emitida El número de niveles de energía que participan en el proceso El más importante es su medio activo, y determina: la longitud de onda del láser el método de bombeo más adecuado la orden de magnitud de la salida del láser el rendimiento del sistema láser

4 TIPOS DE LÁSERES DE GAS Gas atómico Gas iónico Gas molecular DE ESTADO SÓLIDO DE DIODODE COLORANTEESPECIALES De electrón libre De rayos X

5 LÁSERES DE GAS LÁSER DE GAS ATÓMICO El más importante es el láser de He-Ne. Construido por Ali Javan en El medio activo es el Neón. Láser de de 4 niveles. estructura de la cavidad óptica de un láser de He-Ne

6 LÁSERES DE GAS El papel del He es incrementar el rendimiento. Posee 2 ventajas: la excitación directa de los átomos de He es muy eficiente un estado excitado del átomo de He tiene un nivel de energía muy similar a la energía de un estado excitado de un átomo de Ne

7 LÁSERES DE GAS Láser de gas iónico Los más comunes son los de gases nobles Ar + y Kr +. Inventado en 1964 por William Bridges. Este láser contiene un tubo lleno con Argón gas que se transforma en plasma en un estado excitado. Posee muy bajo rendimiento. La aplicación más importante es que es fuente de bombeo para láseres de colorante.

8 LÁSERES DE GAS Láser de gas molecular El más común es el de Dióxido de Carbono (CO 2 ). También están los de Nitrógeno, excímero, químico e infrarrojo- lejano (FIR). En este tipo de láser los principales niveles de energía están subdivididos en: Subniveles de energía vibracional: niveles asociados con la oscilación de los átomos. Subniveles de energía rotacional: niveles asociados con la rotación de la molécula.

9 LÁSERES DE ESTADO SÓLIDO El más importante es el láser de rubí Fue el primer láser hecho por el hombre. En 1960 por Theodore Maiman. Láser de 3 niveles. Las transiciones se producen entre los niveles E 2 y E 1. Es difícil conseguir la acción continua del láser. En 1962 lo consiguieron

10 LÁSERES DE ESTADO SÓLIDO Descripción esquemática del primer láser de rubí. Las barras pequeñas de Rubí tienen un diámetro de alrededor de 6 mm, y una longitud en torno a 7 cm. Las barras más grandes de Rubí pueden llegar a tener un diámetro de 20 mm, y una longitud de 20 cm. Otros láseres de estado sólido menos importantes son: láser de Alexandrita, de centro de color y de Titanio Zafiro.

11 LÁSERES DE DIODO Construidos con materiales semiconductores. Llamados también: Láseres semiconductores Láseres de unión Láseres de inyección Los más comercializados Inventado independientemente en 1962 La radiación electromagnética coherente se consiguió a partir de diodos dispuestos directamente (unión p-n).

12 LÁSERES DE DIODO Estructura básica de un láser de diodo. Ventajas frente a otros tipos: Gran rendimiento Alta fiabilidad Tiempo de vida muy largo Precio muy barato Bajo consumo de energía

13 LÁSERES DE COLORANTE El primer láser de colorante fue construido en 1965 en los laboratorios IBM en USA, por Peter P. Sorokin y J. R. Lankard. El medio activo son moléculas coloreadas disueltas en un líquido (alcohol normalmente). Estas moléculas han de cumplir: Alta absorción a las longitudes de onda de excitación. Decaimiento rápido al fondo de la banda excitada. Baja probabilidad para las transiciones desde la parte inferior de la banda excitada hasta la banda inferior. Baja absorción a las longitudes de onda de emisión

14 LÁSERES DE COLORANTE Ventajas de un láser de colorante: Facilidad de cambiar el tipo de líquido utilizado como medio activo. El líquido se lleva el calor producido durante el proceso láser, por lo que el enfriamiento del láser es simple. Las propiedades especiales de la radiación de salida de un láser de colorante son: Anchura de línea muy estrecha. Pulsos muy cortos. Inconvenientes: La excitación se realiza por medio de otro láser, lo que complica el sistema. Corto tiempo de vida del colorante La operación contínua es cara. Los colorantes son potencialmente tóxicos (venenosos). Disolventes volátiles

15 LÁSERES DE COLORANTE Aplicaciones más importantes: El principal uso del láser de colorante de onda contínua es reducir la anchura de banda (anchura de línea) de la radiación electromagnética. En medicina: los láseres de colorante se usan para destruir tumores, para Terapia Fotodinámica (PDT) y para la destrucción de cálculos renales. Características: Medio activo líquido. Operan mayoritariamente en el espectro visible. Láser de cuatro niveles. Láser sintonizable.

16 LÁSERES ESPECIALES Características: La energía de bombeo es de una forma especial. La longitud de onda es especial, como en el láser de rayos X. El medio activo tiene una forma especial, como en el láser de fibra. 2 tipos: Láser de electrón libre. Láser de rayos X.

17 LÁSERES ESPECIALES Láser de electrón libre : Puede emitir radiación electromagnética a cualquier longitud de onda. Rendimiento de hasta el 65%. Las aplicaciones más importantes son en el ámbito militar y médico. Principales desventajas: coste muy elevado peligrosidad de los rayos X generados

18 LÁSERES ESPECIALES Rayos X: Descubiertos en 1895 por Wilhem Konrad. Pueden penetrar cuerpos opacos. Son invisibles a nuestros ojos, pero visibles si utilizamos detectores especiales para ello. Muy utilizados en el campo de la medicina. Sus radiaciones se diferencian por su longitud de onda; equivalente a 1 Angstron.

19 APLICACIONES Uso cotidiano: Disco compacto Impresora láser Lector de códigos de barras …

20 APLICACIONES Uso militar: Armas láser Designación del objetivo Cegamiento por láser Médicas: En cirugía Diagnóstico por fluorescencia Láseres blandos

21 APLICACIONES Investigación : Espectroscopía Fusión nuclear Enfriamiento de átomos Industriales: Mediciones Líneas rectas Análisis espectral Procesado de materiales

22 EFECTOS NOCIVOS Oculares Para la piel Peligros eléctricos y explosivos Peligros químicos


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