Láseres Moleculares Ulises Ruiz Corona 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

Presentación del tema: "Láseres Moleculares Ulises Ruiz Corona 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona"— Transcripción de la presentación:

1 Láseres Moleculares Ulises Ruiz Corona 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

2 Introducción Este tipo de láseres se basa en los niveles de energía vibracionales de las moléculas en cuestión. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

3 Niveles de energía vibracional: estan asociados con la oscilación de los átomos en la molécula.
Niveles de energía rotacional: estan asociados con la rotación de la molécula. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

4 Algunos láseres moleculares
Láser de Dióxido de Carbono (CO2). Ø   Láser de Nitrógeno (N2). Láser de Excímero. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

5 Láser de Dióxido de Carbono (CO2).
La acción láser en una molécula de CO2 fue descubierta por Patel en 1964. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

6 El CO2 es el gas en el que se produce la acción láser, pero agregando otros gases en el tubo láser se puede aumentar la eficiencia total del láser. El láser estándar de CO2 incluye en el medio activo una mezcla de CO2 con N2 y He 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

7 Modos de oscilación 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

8 Transiciones láser   A la transición al modo de tensión simétrico le corresponde una longitud de onda de 10.6 m. A la transición del modo de flexión le corresponde una longitud de onda de 9.6m. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

9 La presión del gas dentro del tubo del láser de CO2 es 5-30 Torr, de los cuales el 10% es gas CO2, 10% N2 y el resto es He. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

10 Propiedades del láser de CO2
Ø      Elevada potencia de salida. Los láseres de CO2 producen más de 10,000 W en continuo. Ø      El espectro de salida se sitúa en la región infrarroja (IR). Ø      Su rendimiento es alto (por encima del 30%). Ø      Pueden operar tanto en forma continua como en pulsada. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

11 Muy fácil de manejar, y los gases no son tóxicos.
      La potencia de salida media es de 75 W/m para flujo de gas lento, y por encima de unos pocos de cientos de W/m para flujo de gas rápido. Muy fácil de manejar, y los gases no son tóxicos. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

12 Láser de Nitrógeno El láser de nitrógeno fue desarrollado por primera vez en 1963 y se ha vendido como un producto comercial desde 1972. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

13 Acción láser El medio activo es gas de nitrógeno a una presión de 20 torr hasta 1 At La excitación del gas de nitrógeno se produce mediante un pulso corto (alrededor de 10 nseg.) de alto voltaje (20-40 Kvolts) 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

14 El láser de nitrógeno es un láser pulsado
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15 Propiedades del láser de nitrógeno
Emiten radiación en la región ultravioleta (UV) del espectro electromagnético a una longitud de onda de nm. Es un láser muy simple y barato. Ø   Los pulsos tienen una potencia de pico muy elevada hasta unos cuantos Mega Watts. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

16 Ø La longitud del pulso es del orden de 10 nseg.
Ø      La frecuencia del pulso por encima de 1,000 Hz. Está limitada por efectos de calentamiento. Ø      La longitud del pulso es del orden de 10 nseg. Ø      Energía por pulso es de unos cuantos mJ. Ø      Potencia promedio hasta de unos cientos mW. Rendimiento total alrededor de 0.1%. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

17 Principales aplicaciones del láser de nitrógeno.
Ø      Bombeo óptico por medio de un láser de colorante Ø      Espectroscopía en el espectro ultravioleta. Ø      Analísis no destructivos, realizados por calentamiento de la muestra con un pulso de un láser de nitrógeno. Ø      Medidas de procesos muy rápidos (fotografiando con pulsos de iluminación muy cortos). 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

18 Láser de Excímero El láser de excímero fue inventado en 1971, en la URSS, por un grupo de cientificos: Basov, Danilychev y Popov. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

19 Esta molécula está compuesta por un átomo de gas noble: Argon, Kripton o Xenon y un átomo de halogeno: Flúor, Cloro, Bromo o Yodo. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

20 Longitudes de onda (nm)
Láser de Excímero Longitudes de onda (nm) ArCl 175 ArF 193 KrF 248, (275) XeF 351, 353, (460) KrCl 222, (240) XeCl 308, 351 XeBr 282, (300) 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

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22 Debido a los requerimientos de rápido y fuerte bombeo, se suele utilizar descarga transversal (en ángulo recto con el eje del láser) 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

23 Propiedades de los láseres de excímero
Ø   Los láseres de excímero emiten el el espectro ultravioleta. Ø  La radiación se emite únicamente en pulsos cortos. Ø  La longitud de cada pulso es del orden de picosegundos a microsegundos. Ø    La presión del láser dentro del tubo es elevada: 1-5 At. Ø  El rendimiento de los láseres de excímero comerciales es un pequeño porcentaje. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

24 Aplicaciones del láser de excímero
Ø      Fotolitografia- procesado de materiales con un alto grado de precisión (hasta fracciones de micras). Ø      Corte de tejidos biológicos sin afectar al material circundante. Corrección de defectos de la visión – cortando capas muy delicadas de la superficie externa de la córnea, reestructurándola y evitando así la necesidad de gafas. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

25 Marcar productos – Debido a que la corta longitud de onda del láser de excímero es absorbida por cualquier material, con un simple láser es posible marcar todo tipo de materiales, como plásticos, vidrio, metal, etc. 18/09/2018 Ulises Ruiz Corona

26 Referencias http://www.um.es/LEQ/laser/Ch-6/F6s1t8p3.html 18/09/2018
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