Entendiendo el Haz Láser: Coherencia, Eficiencia y Aplicaciones
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Haciendo simple el cálculo del tamaño de un haz láser. Si la divergencia es 2 miliradianes, después de que el haz ha viajado 10 metros, su radio es 20 mm, y su diámetro es 40 mm.
Coherencia
La radiación electromagnética es un fenómeno oscilatorio. Los campos eléctricos y magnéticos están oscilando de una manera senoidal con el tiempo. Sin embargo, estas oscilaciones no se mantienen por mucho tiempo y no siempre son las mismas en todos los puntos del espacio ocupado por la luz. El grado de relación que hay entre estas oscilaciones en diferentes momentos y en diferentes posiciones define la coherencia de la radiación.
La coherencia de la radiación es la que determina la visibilidad de los fenómenos de interferencia (superposición constructiva de ondas) que se utilizan en ciertos métodos de medición con láser.
Los láseres tienen un grado muy alto de coherencia en comparación con otras fuentes de luz como consecuencia del mecanismo de generación. Muchas aplicaciones de los láseres no requieren de luz coherente; sin embargo, la coherencia es esencial para holografía y algunas aplicaciones de medición.
Comparación entre fuente de luz ordinaria y un láser en donde la luz ordinaria se dispersa y el láser se va en 1 dirección.
Eficiencia y Requerimientos de Potencia
Aparte de la longitud de onda, potencia de salida y características del pulso, existen otros dos factores importantes: eficiencia y requerimientos de potencia.
Los láseres difieren mucho en qué tan eficientes son para convertir la energía que se les suministra (generalmente en forma de electricidad) en luz.
Como otras fuentes de luz, no son muy eficientes en la generación de luz. La mejor conversión de energía de entrada a luz es de alrededor del 20%. Existen varios tipos de láseres que convierten el 0.01% y hasta el 0.001% de la energía de entrada en luz.
La eficiencia es una consideración muy importante cuanto más alta es la potencia de salida. No hay mucho problema si un láser de 1 mW produce 1 watt de calor perdido, ya que es fácil de disipar; sin embargo, será muy difícil de disipar 1 millón de watts de calor perdido producido si un láser de 1 kW (1000 W) opera a la misma eficiencia.
La operación interna de los láseres depende de la física. La emisión láser depende en cómo los átomos y moléculas emiten luz, y esto depende de su estructura interna. De igual forma, los láseres son dispositivos ópticos y para utilizarlos se requiere de óptica, la cual incluye los espejos del mismo láser, lentes, prismas, hasta espejos para direccionar el haz.