Definición del láser
Cómo funciona. Tipos de láseres.
Empezar
Apartado 1
Definición de la tecnología
En este apartado se explica detalladamente qué es un láser, cómo funciona el láser y sus usos.
Apartado 2
Tipos de fuentes láser
En este apartado se introducen los tipos de fuentes láser que existen.
Antes de proceder a explicar los tipos de láseres que existen, hay que empezar por explicar las partes que, de forma genérica, componen un láser. Cualquier tipo de láser, sea del tipo que sea, está compuesto por los mismos elementos: el medio activo, el sistema de bombeo y la cavidad óptica.
SISTEMA DE BOMBEO
CAVIDAD ÓPTICA
MEDIO ACTIVO
En función del medio activo, existen los siguientes tipos de láser:
ESTADO SÓLIDO
ESTADO GASEOSO
SEMICONDUCTORES
ESTADO LÍQUIDO
Tipos de fuentes láser
Fuentes en Estado Sólido
Los láseres de estado sólido son aquellos en los que el medio activo está incluido en un elemento sólido. No pueden ser excitados mediante el bombeo eléctrico, ya que no conducen la corriente eléctrica. Por ello, el bombeo óptico es el que se utiliza para los láseres en estado sólido.
El láser más característico de este grupo, en el ámbito industrial, es el neodimio YAG (Nd:YaG). Se trata de una barra sólida de YaG (itrio, aluminio, granate) que contiene un dopante, el Nd3+, causante de generar el fotón de luz láser. La longitud de onda del Nd:YaG es de 1,064 μm. El Nd:YaG es uno de los láseres más implantados en el mundo industrial ya que tiene rendimientos eléctricos cercanos al 10% (razonablemente bueno para un láser) y puede ser transportado por fibra óptica.
Tipos de fuentes láser
Fuentes en Estado Líquido o Decolorante
También llamados sintonizables, ya que en estos láseres el medio activo es una mezcla orgánica en la que se encuentra en suspensión. Dependiendo de la concentración y el tipo de colorante, se puede emitir láser dentro de un amplio rango del espectro. El bombeo suele ser óptico, con casos particulares de bombeo químico, pero nunca eléctrico. Estos láseres tienen un componente de peligrosidad proveniente de la toxicidad del colorante. Este tipo de láseres no tienen implantación en el mundo industrial, ya que no se consiguen potencias elevadas.
Tipos de fuentes láser
Fuentes en Estado Gaseoso
En este apartado como medio activo se dispone de un tubo hermético en el que se introduce una mezcla de gases. Dicha mezcla puede variarse para conseguir una u otra longitud de onda de emisión. En estos casos, el bombeo es eléctrico mediante el empleo de radiofrecuencia.
El ejemplo más extendido industrialmente de este tipo de láser es el de CO2, en el que se usa una mezcla gaseosa de helio, nitrógeno y CO2 en baja concentración. En este caso el gas activo es el CO2 que provoca que estos láseres emitan en la longitud de onda de 10,6 μm. El láser CO2, por su rendimiento eléctrico cercano al 20%. Se consiguen potencias muy elevadas (8-10 kW) en muy poco espacio y casi todos los materiales pueden ser procesados con esta longitud de onda.
Tipos de fuentes láser
Fuentes Semiconductoras
Este tipo de láseres son quizá los más conocidos por el público en general, debido a los punteros láser. En este tipo de láseres, el medio activo debe ser atravesado por la electricidad para generar la emisión láser. Las potencias que se pueden alcanzar en este tipo de láseres dependen del número de láseres de diodo que se aglutinen dentro de la cavidad, por lo que hasta la fecha se han alcanzado potencias de 10-12 kW. Y lo más importante, estos láseres también pueden ser empleados con fibra óptica.
Apartado 3
Descripción del equipo láser CO2
En este apartado se explica el funcionamiento y los elementos que componen un equipo láser de CO2.
Descripción del equipo láser CO2
En cualquier láser de CO2 se hace pasar un flujo de electrones a través de una mezcla específica de gas formada por CO2, nitrógeno y helio, ubicada en un tubo refrigerado por agua y espejos en ambos extremos. El nitrógeno y el helio se añaden al CO2 para que la acción de láser sea más eficaz. El mecanismo de un equipo láser CO2 se resume en estos cinco pasos:
1. Un haz de luz infrarroja de alta intensidad es generado por acción de la energía eléctrica. 2. Este haz se refleja en unos espejos y a través de una lente se enfoca sobre la superficie de la pieza. 3. El haz enfocado calienta el material y establece una fusión muy localizada. 4. El rayo láser se desplaza por la superficie del material generando así un corte o grabado. El movimiento se consigue manipulando el puntero láser. 5. El material fundido es expulsado de la zona por un chorro de gas a presión que actúa coaxialmente con el rayo láser.
Descripción del equipo láser CO2
Descripción del equipo láser CO2
Es importante recalcar que la máquina de corte y grabado láser sólo puede trabajar con planchas de material, aunque también permite grabar en superficies cilíndricas o redondas mediante el montaje de un accesorio de eje rotativo.
Debido a su composición, algunos materiales no son aptos para el corte o grabado láser, ya que pueden generar gases o polvos nocivos para el usuario o para la máquina.
El soplado de aire comprimido ayuda a prevenir los brotes y mantiene la superficie de corte limpia dirigiendo material vaporizado hacia abajo y lejos de ésta, al igual que de las lentes y espejos que posee la máquina.
Otro aspecto a tener en cuenta es la lente de la máquina. La elección de qué tipo de lente usar depende de la potencia, el material, el espesor del material, el grado de detalle...
Diversos materiales producen vapores al ser cortados y grabados. Todos los humos deben ser extraídos eficientemente a través de un sistema de extracción adecuado.
Definición y Tipos
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Created on May 18, 2022
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Cómo funciona. Tipos de láseres.
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Apartado 1
Definición de la tecnología
En este apartado se explica detalladamente qué es un láser, cómo funciona el láser y sus usos.
Apartado 2
Tipos de fuentes láser
En este apartado se introducen los tipos de fuentes láser que existen.
Antes de proceder a explicar los tipos de láseres que existen, hay que empezar por explicar las partes que, de forma genérica, componen un láser. Cualquier tipo de láser, sea del tipo que sea, está compuesto por los mismos elementos: el medio activo, el sistema de bombeo y la cavidad óptica.
SISTEMA DE BOMBEO
CAVIDAD ÓPTICA
MEDIO ACTIVO
En función del medio activo, existen los siguientes tipos de láser:
ESTADO SÓLIDO
ESTADO GASEOSO
SEMICONDUCTORES
ESTADO LÍQUIDO
Tipos de fuentes láser
Fuentes en Estado Sólido
Los láseres de estado sólido son aquellos en los que el medio activo está incluido en un elemento sólido. No pueden ser excitados mediante el bombeo eléctrico, ya que no conducen la corriente eléctrica. Por ello, el bombeo óptico es el que se utiliza para los láseres en estado sólido.
El láser más característico de este grupo, en el ámbito industrial, es el neodimio YAG (Nd:YaG). Se trata de una barra sólida de YaG (itrio, aluminio, granate) que contiene un dopante, el Nd3+, causante de generar el fotón de luz láser. La longitud de onda del Nd:YaG es de 1,064 μm. El Nd:YaG es uno de los láseres más implantados en el mundo industrial ya que tiene rendimientos eléctricos cercanos al 10% (razonablemente bueno para un láser) y puede ser transportado por fibra óptica.
Tipos de fuentes láser
Fuentes en Estado Líquido o Decolorante
También llamados sintonizables, ya que en estos láseres el medio activo es una mezcla orgánica en la que se encuentra en suspensión. Dependiendo de la concentración y el tipo de colorante, se puede emitir láser dentro de un amplio rango del espectro. El bombeo suele ser óptico, con casos particulares de bombeo químico, pero nunca eléctrico. Estos láseres tienen un componente de peligrosidad proveniente de la toxicidad del colorante. Este tipo de láseres no tienen implantación en el mundo industrial, ya que no se consiguen potencias elevadas.
Tipos de fuentes láser
Fuentes en Estado Gaseoso
En este apartado como medio activo se dispone de un tubo hermético en el que se introduce una mezcla de gases. Dicha mezcla puede variarse para conseguir una u otra longitud de onda de emisión. En estos casos, el bombeo es eléctrico mediante el empleo de radiofrecuencia.
El ejemplo más extendido industrialmente de este tipo de láser es el de CO2, en el que se usa una mezcla gaseosa de helio, nitrógeno y CO2 en baja concentración. En este caso el gas activo es el CO2 que provoca que estos láseres emitan en la longitud de onda de 10,6 μm. El láser CO2, por su rendimiento eléctrico cercano al 20%. Se consiguen potencias muy elevadas (8-10 kW) en muy poco espacio y casi todos los materiales pueden ser procesados con esta longitud de onda.
Tipos de fuentes láser
Fuentes Semiconductoras
Este tipo de láseres son quizá los más conocidos por el público en general, debido a los punteros láser. En este tipo de láseres, el medio activo debe ser atravesado por la electricidad para generar la emisión láser. Las potencias que se pueden alcanzar en este tipo de láseres dependen del número de láseres de diodo que se aglutinen dentro de la cavidad, por lo que hasta la fecha se han alcanzado potencias de 10-12 kW. Y lo más importante, estos láseres también pueden ser empleados con fibra óptica.
Apartado 3
Descripción del equipo láser CO2
En este apartado se explica el funcionamiento y los elementos que componen un equipo láser de CO2.
Descripción del equipo láser CO2
En cualquier láser de CO2 se hace pasar un flujo de electrones a través de una mezcla específica de gas formada por CO2, nitrógeno y helio, ubicada en un tubo refrigerado por agua y espejos en ambos extremos. El nitrógeno y el helio se añaden al CO2 para que la acción de láser sea más eficaz. El mecanismo de un equipo láser CO2 se resume en estos cinco pasos:
1. Un haz de luz infrarroja de alta intensidad es generado por acción de la energía eléctrica. 2. Este haz se refleja en unos espejos y a través de una lente se enfoca sobre la superficie de la pieza. 3. El haz enfocado calienta el material y establece una fusión muy localizada. 4. El rayo láser se desplaza por la superficie del material generando así un corte o grabado. El movimiento se consigue manipulando el puntero láser. 5. El material fundido es expulsado de la zona por un chorro de gas a presión que actúa coaxialmente con el rayo láser.
Descripción del equipo láser CO2
Descripción del equipo láser CO2
Es importante recalcar que la máquina de corte y grabado láser sólo puede trabajar con planchas de material, aunque también permite grabar en superficies cilíndricas o redondas mediante el montaje de un accesorio de eje rotativo.
Debido a su composición, algunos materiales no son aptos para el corte o grabado láser, ya que pueden generar gases o polvos nocivos para el usuario o para la máquina.
El soplado de aire comprimido ayuda a prevenir los brotes y mantiene la superficie de corte limpia dirigiendo material vaporizado hacia abajo y lejos de ésta, al igual que de las lentes y espejos que posee la máquina.
Otro aspecto a tener en cuenta es la lente de la máquina. La elección de qué tipo de lente usar depende de la potencia, el material, el espesor del material, el grado de detalle...
Diversos materiales producen vapores al ser cortados y grabados. Todos los humos deben ser extraídos eficientemente a través de un sistema de extracción adecuado.