LSER DE VAPOR DE COBRE n n n

LÁSER DE VAPOR DE COBRE

n n n Descripción general Estructura del láser Mecanismo de operación Parámetros Aplicaciones

DESCRIPCION GRAL. El láser de CVL es el mas útil de los láseres de pulsos cortos de vapor de metal. Este láser requiere de excitación eléctrica del vapor del metal contenidos en una cavidad cilíndrica llena de un gas “amortiguador” de He ó Ne. El proceso de excitación provee pulsos de 10 -50 ns con repeticiones de hasta 100 KHz.

n n El ancho de banda de ganancia es de 2 -3 GHz. (doppler). La presión optima de operación es del orden de 1 torr. del vapor de metal a una T=1, 5000 C y de 40 -50 torr. Para el He. El vapor se crea utilizando barras de cobre puro en el tubo de descarga que se encuentra al vacío.

ESTRUCTURA DEL LASER

MECANISMO DE OPERACION Los niveles de energía relevantes incluyen el nivel de estado base(0), el nivel de resonancia(u) y uno o mas niveles intermedios(l), los cuales son “metaestables al decaimiento radiativo”. Cuando una descarga se aplica al tubo ocurre excitación por colisión de electrones del nivel 0 al u y muy poco a los niveles intermedios.

Para un medio de ganancia (cilíndrica):

Para la captura tenemos un ensanchamiento del tipo doppler y el valor de la sección transversal es:

El bombeo al nivel u produce una inv. de población entre el nivel u y el metaestable. La ganancia tiene su fin generando un pulso cuando hay un bombeo constante y hay decaimiento ya sea espontáneo o estimulado del nivel u al nivel l. El nivel metaestable debe de “vaciarse” antes de volver a repetir el ciclo de operaciòn y poder generar el siguiente pulso.

PARAMETROS n n n n Aul u ul Nul 0 L exp( ul Nul. L) Presión Mezcla n (del medio) Bombeo Temp. electrón 510. 5 nm 578. 2 nm 2 x 106/seg 1. 65 x 106/seg 5 x 10 -7 seg 6. 1 x 10 -7 seg 8. 6 x 10 -18 m 2 1. 25 x 10 -17 m 2 2. 3 x 109 Hz 8 x 1017/m 3 5/m 1 -2 m 1, 000 -20, 000 40 torr Ne, 0. 1 -1. 0 torr Cu Ne: Cu de 400: 1 a 40: 1 ≈1. 0 descarga eléctrica 5 e. V

n n n Temp. del gas Modo de operación Potencia de salida Repetición (pulso) Modo 1, 500 0 C pulsado 1 MW/pulso 20 KHz Multimodo.

Antes

Después