Resumen Láser PDF

TEMA 7. LÁSER Término láser es el acrónimo de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Es un dispositivo que consigue aumentar la intensidad de un haz de radiación electromagnética a partir de la emisión estimulada. Dependiendo del signo del coeficiente de ganancia, al incidir una r...

TEMA 7. LÁSER Término láser es el acrónimo de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Es un dispositivo que consigue aumentar la intensidad de un haz de radiación electromagnética a partir de la emisión estimulada. Dependiendo del signo del coeficiente de ganancia, al incidir una radiación sobre un medio activo, la intensidad aumenta o disminuye. La amplificación requiere que sea positivo y que tenga lugar una inversión de población. Una forma de conseguir mayor ganancia de intensidad consiste en aumentar la longitud que recorre la radiación en el interior del medio activo, lo que se consigue en la cavidad resonante o resonador, en el que el medio se sitúa entre dos espejos en los extremos con diferentes coeficientes de reflexión. El aumento de intensidad se cuantifica mediante la denominada ganancia del medio activo, que ha de superar un determinado coeficiente de ganancia umbral, para que tenga lugar la amplificación de la radiación en el interior de la cavidad. Para ello se requiere una diferencia de población umbral que será la mínima inversión de población para que el efecto láser sea efectivo. La monocromaticidad es consecuencia de la cavidad resonante. Las componentes sobreviven en la cavidad resonante son las que satisfacen la condición de que el campo eléctrico se anule en los espejos de los extremos, y son los denominados modos de radiación de la cavidad resonante. La interferencia entre estos modos en la que genera modos prácticamente monocromáticos, que son los que forman la radiación láser. La anchura media de la transición debe ser superior al espacio entre modos, ya que, de no ser así, es posible que ningún modo activo caiga en el intervalo de frecuencias sobre el que se extiende la curva de ganancia. Si un láser genera varios modos activos se dice que funciona como un sistema multimodos. Variando la longitud de la cavidad óptica, empleando filtros o modificando el índice de refracción del interior de la cavidad se consigue eliminar los modos. La inversión de población es la condición necesaria para que haya efecto láser. En un sistema de dos niveles es imposible invertir la población. Por tanto, hay que utilizar al menos un sistema de tres niveles, en el que, si se puede conseguir la inversión de población para una velocidad de bombeo y unas constantes de desactivación dadas, incluso cuando el bombeo se efectúa mediante métodos ópticos. Si el bombeo se hace de forma constante, se obtiene una salida constante de radiación, denominándose régimen de onda continua, y si el bombeo es intermitente se produce una secuencia de inversión de población y descarga el nivel superior, emitiéndose un pulso, y se dice que el láser funciona en régimen pulsado. Se puede trasformar un láser de onda continua en un láser pulsado. Los métodos de bombeo pueden ser ópticos, eléctricos incluso químicos. Las propiedades características de la radiación laser son la direccionalidad, monocromaticidad, coherencia e intensidad. Hay varios tipos de láser: 1. Laser de estado sólido 2. Laser de gases 3. Laser químicos y de excímeros 4. Laser de colorantes