Este nuevo láser de diamante de alta potencia puede cortar acero

Aunque los láseres basados ​​en diamantes existen desde hace varios años, nunca han sido muy potentes. Eso está comenzando a cambiar ahora, ya que los nuevos métodos de fabricación de CVD proporcionan diamantes más grandes y puros. Investigadores del Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada en Alemania y el Centro de Investigación Fotónica MQ en Australia acaban de construir un láser de diamante con 20 veces más potencia que cualquier otro hasta la fecha.



La capacidad de cortar acero siempre ha sido el punto de referencia para la potencia de corte. Con 380 vatios a 1240 nm, el nuevo láser tiene suficiente empuje para manejar el trabajo. Si bien los láseres menores han hecho afirmaciones similares, sin los vatios reales detrás de ellos, ninguna cantidad de enfoque o compresión de pulso puede hacer que la tarea valga la pena. En otras palabras, si su profundidad de enfoque es tan ajustada que el punto óptimo para cortar es apenas más grueso que una lámina, y necesita 'Q-switch' su láser para comprimir toda la potencia en pulsos increíblemente breves solo para hacer un mark, es probable que esté perdiendo el tiempo.

Los láseres de estado sólido más típicos, como los láseres de fibra y de disco dopados con Yb, pueden entregar habitualmente una potencia de rango de kilovatios. Sin embargo, en última instancia, están limitados por su cobertura de longitud de onda relativamente estrecha y su incapacidad para manejar las cargas térmicas extremas que son parte integrante de una potencia superior. La óptica de diamante no solo puede manejar el calor, sino que también puede transferirlo fuera de la zona caliente más rápido que casi cualquier otra cosa.



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Los nuevos láseres de diamante utilizan algo conocido como Conversión Raman para cambiar la luz a longitudes de onda que sean lo suficientemente largas como para ser absorbidas eficientemente por el acero. Si los fotones simplemente pasan, o se reflejan, no depositarán suficiente energía para cortar. En las fibras de vidrio dopadas, la 'ganancia Raman' suele estar limitada por los efectos de ensanchamiento de la línea. Se necesitaría una línea extremadamente estrecha en la etapa de entrada a la etapa de conversión de frecuencia para obtener una potencia significativa. Además, el rango de longitud de onda de estas fibras está restringido a la transparencia de la sílice.

Las historias de lanzamiento de este láser mencionan que las longitudes de onda infrarrojas utilizadas aquí son más seguras para el ojo que la radiación visible o UV. Si bien eso puede ser cierto en general, cualquier cosa que tenga cantidades significativas de agua es un absorbedor potencial de energía IR en una banda bastante amplia. También parece estar de moda comparar la potencia de salida de los láseres de corte con los punteros láser, y muchos señalan que el nuevo láser de diamante equivale a '400.000 punteros láser'. A la luz de la amplia variación tanto en la longitud de onda como en la potencia de los dispositivos punteros, este tipo de comparaciones probablemente deberían tomarse como aproximadas.

Los láseres de diamante pueden dar rienda suelta a algo más que nuevas tecnologías de corte o mecanizado. Dado que el silicio no refleja los rayos X, las aplicaciones de imágenes basadas en láseres de rayos X han estado tradicionalmente muy limitadas. Los láseres de rayos X basados ​​en diamantes, por otro lado, serían un juego de pelota completamente nuevo. El diamante CVD todavía tiene sus costos, pero están cayendo rápidamente mientras que la calidad de la producción aumenta. Parecería que estas tendencias pronto deberían hacer que los láseres de diamante disponibles en el mercado sean bastante comunes.



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