Un láser Nd:YAG es un láser de estado sólido que tiene una gran demanda en la industria y algunos otros sectores. Este tipo de láser se caracteriza por el hecho de que emite radiación infrarroja típicamente en la longitud de onda 1064nm (infrarrojo cercano) a través de estimulación óptica. En raras ocasiones también hay variantes que irradian en el rango de longitud de onda 940nm - 1330nm debido a una estructura cristalina adaptada. La radiación láser en el rango del infrarrojo cercano tiene muchas ventajas en ciertas aplicaciones. Esto es necesario en la metalurgia y las pruebas de materiales, entre otras cosas. Si desea pronunciar el término, simplemente diga " láser jag de neodimio ".
Para designar el láser Nd:YAG
El término "Nd:YAG" que parece complicado es una abreviatura. "Nd" significa "dopado con neodimio" . El neodimio es un elemento químico y es una de las tierras raras. Nd es el símbolo oficial del elemento. El neodimio también se puede encontrar bajo esta abreviatura en la tabla periódica, donde aparece bajo los lantánidos y el número atómico 60. Es un material de color blanco plateado y amarillento que se utiliza en escáneres de resonancia magnética, discos duros y pinturas, entre otras cosas. Además, el neodimio es un componente del láser Nd:YAG descrito aquí. El neodimio también se usa en imanes, que son particularmente fuertes. Fabricados con una aleación de neodimio, hierro y boro, actualmente son los imanes más potentes disponibles en el mercado .
Las sustancias químicas también se esconden detrás del término "YAG". "YAG" es la abreviatura de itrio, aluminio y granate. El conocido aluminio es un metal muy ligero pero robusto. Al igual que el neodimio, el itrio también es un elemento químico. Es a la vez una transición y un metal de tierras raras. Por "granate" se entiende el grupo de los granates, que incluye varios minerales de tipo silicato y germanato.
El itrio, el aluminio y el granate se combinan en el láser Nd:YAG para formar un cristal láser (Y3Al5O12). Este es el medio activo del láser dentro del láser de estado sólido. Este cristal láser YAG está dopado con neodimio durante su fabricación. Esto significa que los iones de neodimio están integrados en el cristal láser.
Evolution y tipos de láser similares
El primer láser de este tipo se fabricó en la década de 1960. Los responsables fueron los científicos estadounidenses LeGrand van Uitert y Joseph E. Geusic, quienes trabajaron para Bell Laboratories (AT&T) y luego también presentaron una patente. Un modelo anterior no usaba YAG , sino que incluía vidrio. Lo que se entiende es el láser Nd:glass. Esta variante todavía está en uso.
Con el láser Nd:YLF, el láser Nd:KGW and Co., existen otros láseres de este tipo, pero tienen propiedades diferentes. Además, no solo se puede reemplazar el YAG sino también el Nd, lo que da como resultado nuevas propiedades. Por ejemplo, el elemento iterbio , con el que se puede producir un láser Yb:YAG, es concebible como un sustituto de Nd .
El láser Nd:YAG se utiliza en estas áreas de aplicación
Un láser de este tipo es extremadamente útil. Así que no es de extrañar que puedas descubrirlo en muchas áreas de aplicación cotidianas . También es posible que dependa del rendimiento de un láser Nd:YAG para su salud física. El láser de estado sólido se caracteriza por su asombrosa precisión en todos los trabajos, por lo que es muy probable que se produzca el resultado deseado si se utiliza correctamente.
Una de las aplicaciones más importantes es el procesamiento de materiales . Con un láser de este tipo se pueden cortar chapas, aunque también se pueden procesar chapas más gruesas sin ningún problema. También ayuda con la perforación en el rango micro y con la soldadura. Además, los materiales se pueden probar con un láser Nd:YAG. Esto tiene éxito sin destruir el material probado, porque el láser también puede estimular los materiales para que vibren en el rango ultrasónico. Este proceso no destructivo es muy valioso para muchas aplicaciones de láser .
Otra gran área de aplicación es la medicina. La radiación emitida puede romper cálculos renales, entre otras cosas, y ser útil en el tratamiento de hemangiomas. El láser Nd:YAG también es indispensable en oftalmología, cirugía y odontología. Por lo que existen numerosas indicaciones médicas que permiten el uso de este láser.
Ejemplos de aplicación:
- matando células cancerosas
- ensayo de materiales
- Cortar, taladrar, soldar chapas
- Tratamiento de varices y hemangiomas
- Eliminación de manchas pigmentarias, arrugas y vello corporal
- Eliminación de tatuajes antiguos no amados.
- como láser decorativo en el contexto del láser se muestra como un potente puntero láser (aquí, la luz láser con un color verde se genera a partir de la radiación láser invisible mediante la duplicación de frecuencia a través de un cristal)
- y muchos más
Cómo funciona el láser Nd:YAG
La funcionalidad se basa en un principio químico-físico. Durante el llamado bombeo, se excita el neodimio en el cristal láser. Esto significa que el neodimio recibe luz de manera específica. Esta luz contiene una cierta cantidad de energía que convierte los electrones en los átomos de neodimio a otro nivel de energía. Debido a esta excitación física, el propio neodimio finalmente emite radiación en forma de fotón. Los fotones emitidos se reflejan de un lado a otro en la llamada cavidad láser. Utilizan el efecto LÁSER del mismo nombre (amplificación de luz con emisión estimulada de radiación): cada fotón que pasa un electrón a un nivel de alta energía estimula la emisión de otro fotón. Este es igual al primero en frecuencia, fase, polarización y dirección. Esto aumenta enormemente la radiación.
Para ilustrar mejor la utilidad de esta radiación emitida, he aquí un ejemplo de la práctica médica: si un médico quiere matar las células enfermas de su paciente, puede apuntar el láser Nd:YAG a ese punto. El láser irradia el área deseada, generando una gran cantidad de calor en las células y provocando así la muerte del tejido enfermo. También es posible trabajar en capas de tejido algo más profundas.
El poder del láser Nd:YAG
Este tipo de láser es conocido por su alta potencia. Sin embargo, no es el láser más fuerte. El láser Nd:YVO4 y el láser Nd:YALO3 se consideran aún más potentes. No obstante, el láser Nd:YAG aporta la cantidad justa de energía para algunas áreas de aplicación muy relevantes. Ha demostrado que su poder no es demasiado poderoso, sino limitado. Ya sea en medicina o gestión de materiales: en muchas aplicaciones, los tejidos y materiales circundantes deben protegerse. Esto es posible con un láser de este tipo.
Ventajas y desventajas del láser YAG
Un láser YAG convence por sus numerosas ventajas, entre ellas:
- Buen rendimiento
- alta precisión
- versátil
- protege tejidos y materiales
- trabaja con diferentes longitudes de onda
- efectos secundarios bajos durante las intervenciones médicas
Sin embargo, se debe tener en cuenta que este láser también tiene desventajas:
- a veces complejo de usar
- requiere la mayor cautela y mucho saber hacer, especialmente en medicina
- profundidad de penetración bastante baja (esto es particularmente relevante en medicina)
- se deben usar gafas de seguridad cuando se trabaja con el láser
Costo de un láser Nd:YAG
El nuevo precio de un láser Nd:YAG, que está destinado a fines cosméticos, comienza en el rango medio de cuatro dígitos, pero debe pagar mucho más por productos de calidad con un reclamo de confiabilidad operativa. Para los dispositivos que se utilizan en la industria, también son comunes los costos significativamente más altos. Por lo general, los costos escalan con el rendimiento del sistema. Sin embargo, si desea comprar un láser Nd:YAG, no solo debe pensar en los costos de adquisición: también hay costos de instalación, precauciones e instrucciones de seguridad y, por último, pero no menos importante, de mantenimiento. Para mantenimiento y reparaciones, por ejemplo, los contratos de mantenimiento son comunes. Dado que este trabajo solo puede ser realizado por profesionales capacitados, se esperan altos costos.
Conclusión: No funciona sin un láser Nd:YAG
A pesar de su nombre difícil de manejar, el láser Nd:YAG es absolutamente indispensable. Sin dispositivos de este tipo, muchas industrias no podrían trabajar tan productivamente como lo hacen hoy. Otra área de aplicación muy importante es la medicina. Ya sea que se trate de un tratamiento contra el cáncer o de un problema cosmético, este increíble láser puede marcar una gran diferencia y ayudar a muchas personas.
Aunque estos dispositivos son caros y tienen algunas desventajas, como la necesidad de usar gafas de seguridad mientras se trabaja, se consideran extremadamente útiles. Por lo tanto, es muy probable que el láser acompañe a la humanidad durante mucho tiempo.
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