L√°ser Nd:YAG

<p>Definición: Láser Nd:YAG es la forma abreviada utilizada para Granate de itrio y aluminio dopado con neodimio. Es un sistema de estado sólido y de 4 niveles ya que consta de 4 niveles de energía.

El ion Nd es un metal de tierras raras y está dopado con un cristal huésped de estado sólido como el granate de itrio y aluminio (YAG РY3Al5O12) para formar un láser Nd:YAG. Debido al dopaje, los iones de itrio son reemplazados por iones de Nd3+. Además, la concentración de dopaje está alrededor 0.725% por peso.

Su principio de funcionamiento es tal que cuando se proporciona bombeo óptico al dispositivo. Luego, los iones Nd se elevan a niveles de energía más altos y su transición produce un rayo láser.

Este l√°ser generalmente emite luz de longitud de onda de casi 1,064 micras.

Índice de contenidos

Construcción del láser Nd:YAG

El láser Nd:YAG se clasifica básicamente en 3 dominios que son el medio activo, la fuente de bombeo y el resonador óptico.

La siguiente figura muestra la carretera como la estructura del l√°ser Yd:YAG:

L√°ser Nd-YAG

medio activo: Esto también se conoce como medio láser y es la parte media de la estructura, es decir, el cristal Nd:YAG. Básicamente, cuando se proporciona la fuente de energía externa, los electrones del estado de menor energía se mueven al estado de mayor energía, lo que provoca que se produzca la acción del láser.

Fuente de energía externa: Debido a la diferencia en los niveles de energía, los electrones necesitan un bombeo externo para realizar una transición de un estado a otro. Por lo tanto, para que tenga lugar la acción del láser, se requiere una fuente de bombeo externa.

Básicamente, como fuente de bombeo óptico, se toma un tubo de flash de xenón o criptón en su caja.

La varilla de Nd:YAG y el tubo de flash se colocan dentro de una cavidad elíptica para que la máxima luz producida pueda llegar a la varilla.

resonador óptico: Los dos extremos de la varilla Nd:YAG están recubiertos de plata. Sin embargo, un extremo está completamente recubierto de plata para lograr la máxima reflexión de la luz.

Mientras que el otro extremo está parcialmente recubierto para proporcionar un camino para que el rayo de luz de una fuente externa alcance el medio activo. Formando así una cavidad óptica.

Funcionamiento del l√°ser Nd:YAG

Es un sistema de 4 niveles, es decir; Contiene 4 niveles de energía. Entonces, en esta sección, discutiremos el funcionamiento del láser Nd:YAG con la ayuda del diagrama de nivel de energía.

La siguiente figura muestra el diagrama de nivel de energía de 4 estados del láser Nd:YAG:

Diagnóstico de nivel de energía 1

Aquí, E1 es el estado de energía más bajo, mientras que E4 es el nivel de energía más alto. Sin embargo, inicialmente, los electrones en E1 son mucho más altos en comparación con E4.

Entonces, cuando se proporciona energ√≠a externa en el medio activo del l√°ser. Luego, los electrones presentes en el estado de energ√≠a E1 ganan energ√≠a y pasan al estado de energ√≠a E4. Sin embargo, como E4 es un estado inestable y exhibe una vida √ļtil corta.

Diagnóstico del nivel de energía 2

Por lo tanto, los electrones que fueron excitados a este estado por el bombeo externo de la aplicaci√≥n no permanecer√°n en este estado por mucho m√°s tiempo y llegar√°n al estado de menor energ√≠a E3 muy r√°pidamente pero sin radiar ning√ļn fot√≥n.

Diagnóstico del nivel de energía 3

El estado de energ√≠a E3 es el estado metaestable y exhibe una vida √ļtil m√°s larga. Entonces, los electrones en este estado particular durar√°n m√°s tiempo. Debido a esto, habr√° m√°s electrones presentes en el estado metaestable E3. Logrando as√≠ la inversi√≥n de poblaci√≥n.

Pero una vez que se agota el tiempo de vida de los electrones en el estado metaestable, estos electrones al liberar fotones llegan al estado de menor energía E2.

Diagnóstico del nivel de energía 4

E2 tambi√©n exhibe una vida √ļtil m√°s corta como E4. As√≠, los electrones presentes en el estado E2 llegar√°n a E1 sin irradiar energ√≠a en forma de fot√≥n.

Diagnóstico del nivel de energía 5

Entonces, de esta manera, los electrones al ganar un solo fotón de energía liberan la energía de 2 fotones. Además, como el sistema está equipado con resonadores ópticos, se generará una mayor cantidad de fotones a medida que la energía bombeada se refleje dentro del medio activo.

De esta forma, varios electrones al ser estimulados producen fotones generando as√≠ un haz l√°ser coherente de 1.064 ¬Ķm.

Aplicaciones del l√°ser Nd:YAG

Estos se utilizan en aplicaciones militares para encontrar el objetivo deseado. Este tipo de l√°ser tambi√©n encuentra su aplicaci√≥n en el campo m√©dico con fines quir√ļrgicos. Estos tambi√©n se utilizan en soldadura y corte de acero y tambi√©n en sistemas de comunicaci√≥n.

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