BOMBEO ÓPTICO COHERENTE INTRODUCCIÓN A LOS LÁSERES I

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1 BOMBEO ÓPTICO COHERENTE INTRODUCCIÓN A LOS LÁSERES I

2 INTRODUCCIÓN Elaborado por: EDGAR DEL HIERRO G. El láser tiene 3 características: la coherencia (misma longitud de onda), la amplitud y la fase. Las ondas son colimadas (viajan en la misma dirección en forma paralela) y son monocromáticas. Una luz corriente, como la procedente de una bombilla, genera ondas luminosas que comienzan en diferentes momentos y se desplazan en direcciones diversas. Algo parecido a lo que ocurre cuando se arroja un puñado de piedrecillas en un lago. Lo único que se crean son pequeñas salpicaduras y algunas ondulaciones. Ahora bien, si se arrojan las mismas piedrecillas una a una con una frecuencia exactamente regular y justo en el mismo sitio, puede generarse una ola en el agua de mayor magnitud. Así actúa un láser, y esta propiedad especial puede tener diversas utilidades. En una cavidad óptica los átomos se excitan con el paso de una corriente eléctrica, Los fotones se estimulan unos a otros; Si este tubo tiene espejos por los dos extremos y se aceleran los corpúsculos luminosos, las ondas se hacen paralelas y al dejar salir los fotones por un extremo del tubo mantienen su coherencia y su frecuencia, con lo cual se obtiene un rayo monocromático. Bombeo óptico, eléctrico, x ray, e-haz luz, químico, gas dinámico. Bombeo óptico. Excitación del medio activo de un láser mediante luz en lugar de una descarga eléctrica. La luz puede provenir de una fuente de luz convencional, de una lámpara de xenón o de kriptón, o de otro láser. El bombeo óptico puede dividirse en coherente e incoherente. Coherencia. Propiedad de las ondas electromagnéticas que están en fase tanto en el tiempo como en el espacio. La luz coherente tiene

3 monocromaticidad y pequeña divergencia del haz, y se puede concentrar a elevadas densidades de potencia. BOMBEO LASER El haz de luz láser ha sido usado para bombear otros láseres desde los primeros días del desarrollo del láser, ejemplos: Nd:YAG, Nd:YLF, Nd:YVO 4 o Nd:glass bombeado por láser de a GaAs/AlGaAs a ~800nm (oscilación típica de longitud de onda alrededor de 1 mm, 1.3 mm y 0.95 mm). Yb:YAG, Er:glass o Yb:Er:glass bombeado por láser de InGaAs/GaAs en un rango de nm (oscilación de longitud de onda alrededor de 1 mm, para Yb y 1.54 mm para el láser Er) Alexandrite, Cr:liSAF o Cr:LiCAF bombeado por láser de GaInP/AlGaInP en un rango de nm y oscilando en un rango de ~130-nm alrededor e 840 nm. Tm:Ho:YAG bombeado por láser de AlGaAs a785 nm y oscilando alrededor de 2.08 mm.

4 Bombeo láser diodo. Existen 4 tipos de dicho bombeo, enlistados por orden de salida creciente: un haz, arreglo de diodos, barra de diodos, barras apiladas. Sistemas de transferencia de bombeo. Para un bombeo eficiente, la luz emitida por el sistema diodo láser, se debe transferir propiamente al medio activo. Existen básicamente dos tipos de geometría al bombear: longitudinal, cuando el haz bombeado entra al medio láser a lo largo del ángulo resonador y transversal, cuando el haz es transportado a el medio activo, generalmente de una o más direcciones, transversalmente a el ángulo resonador. Bombeo longitudinal Para un bombeo longitudinal, el haz emitido por el diodo -. Láser generalmente necesita ser concentrado en algo pequeño (100mm-1mm diámetro) posiblemente, un pequeño punto en el medio activo. Configuraciones láser más usadas, típicas de bombeo longitudinal diodo-láser:

5 El flujo del láser es mostrado en un resonador plano-cóncavo; el espejo plano esta colocado directamente en una cara, y el haz enfocado en esta cara. (a) y (c) doble haz de dos diferentes sistemas de diodo son enfocados en el centro desde los lados. (a) sistema de transferencia de bombeo para compensar el astigmatismo de un haz de diodo láser. (b) Simple combinación cilíndrica para realizar un sistema anamórfico (c) Configuración anamórfica de un par de prismas

6 En este ultimo, si la cara de salida del primer prisma esta cerca de la dirección del haz, no ocurre refracción en esta cara de modo que el haz pasa a través de esta sin cambiar. M = Dr/Di= cosqr/cosqi. Bombeo transverso En el caso del bombeo transverso, el medio activo en la forma de cada bloque o flujo puede ser usado. En la figura se muestra la configuración de placas bombeadas transversalmente, el bombeo ocurre por 25 arreglos láser, cada pareja a 600- mm de diámetro en el núcleo.

7 La potencia de el haz excitando cada fibra es de ~9.5 W y la potencia total es de 235 W Esto muestra una configuración interesante usando un flujo de Nd:YAG. Los 4-mm de diámetro del flujo enfriados por agua que fluye en un tubo envolvente, radiando bombeo por 3 o 5 módulos de bombeo situados de forma circularmente simétrica. La salida del haz de cada fibra irradia directamente el flujo del láser sin enfoques ópticos adicionales. Una transferencia de bombeo eficiente de ~80% esta estimada para esta configuración de bombeo transversal. Para ayudar logrando suficiente absorción de la radiación del diodo láser, los reflectores de bombeo de luz en dirección a cada modulo de bombeo, son montados alrededor del flujo Bibliografía. Horacio Svelto, Priciples of lasers. Imagen de la portada:

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