Diferencia entre láseres de gas, láseres de estado sólido y láseres de semiconductores
Los láseres utilizados para la soldadura por láser emplean gas, un objeto sólido o un semiconductor como medio.
La forma de oscilación, la potencia y la eficiencia de conversión del rayo láser emitido por cada medio varían.
En la siguiente sección se analizan más de cerca las características de cada medio y también se explica la forma de oscilación, que es un factor importante en la soldadura por láser.
- Diferencias del rayo láser entre los medios
- Láser de estado sólido
- Láser de gas
- Láser de semiconductores
Diferencias del rayo láser entre los medios
La siguiente tabla muestra las diferencias en la forma de oscilación, la potencia y la eficiencia de conversión entre cada medio.
| Forma de oscilación (P: pulso, CW: onda continua) | Potencia (P: pulso, CW: onda continua) | Eficiencia de conversión (%) | ||
|---|---|---|---|---|
| Láser de gas | CO2 |
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| Láser de estado sólido | YAG |
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| Láser de semiconductores | GaAsP (fosfuro de arseniuro de galio) InGaAs (arseniuro de indio y galio) |
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Formas de oscilación
La forma de oscilación de un láser puede ser pulsada o continua. Los láseres de oscilación de pulsos generan una onda de pulso controlando (a través de la modulación de la luz) la intensidad, la longitud de onda y la fase del rayo láser. Los métodos para generar un pulso también incluyen controlar el valor Q del oscilador láser, como ocurre con los láseres de conmutación Q. El “valor Q” es la relación entre la energía consumida en cada ciclo y la energía acumulada. Este valor se puede expresar mediante la siguiente fórmula.
Q = (2π / Energía acumulada) / (Energía consumida por ciclo)
La forma del cordón de soldadura también varía para cada forma de oscilación, como se muestra a continuación.
Oscilación de pulso (P)
Onda continua (CW)
- A
- Cordón de soldadura
- B
- Rayo láser
- C
- Movimiento del rayo
- D
- Presión
Láser de estado sólido
Un láser de estado sólido utiliza minerales como el itrio, aluminio y granate (YAG) o el cristal de vanadato de itrio (YVO4) como medio láser. Debido a que los láseres de estado sólido tienen una gran potencia de láser por unidad de volumen, es posible una gran potencia de láser incluso con un resonador pequeño.
Láser de estado sólido
- A
- Reflector completo
- B
- Rayo láser
- C
- Fuente de luz de excitación (lámpara, LD)
- D
- Cristal YAG
- E
- Reflector parcial
- F
- Lente
- G
- Fibra óptica
- H
- Lente
- I
- Pieza de trabajo
Láser de gas
Un láser de gas utiliza un gas como el CO2 como medio láser. En comparación con los láseres de estado sólido u otros medios láser, un medio de gas es más uniforme, con menos pérdidas, y el resonador puede ser más grande para permitir una mayor potencia del láser.
Láser de gas
- A
- Reflector completo
- B
- Electrodo
- C
- Gas láser
- D
- Reflector parcial
- E
- Rayo láser
- F
- Espejo metálico
- G
- Lente
- H
- Pieza de trabajo
Láser de semiconductores
Los láseres de semiconductores utilizan semiconductores III-V o semiconductores IV-VI para el medio láser. Ambos tipos de semiconductores garantizan la compacidad del dispositivo al tiempo que ofrecen una gran potencia láser. Aunque los semiconductores son objetos sólidos, a veces se clasifican por separado de los láseres de estado sólido en los campos de la tecnología láser.
