Los láseres YAG generan luz verde indirectamente a través de un proceso conocido como duplicación de frecuencia. Dado que los láseres YAG estándar emiten naturalmente luz infrarroja invisible en el rango de 1 μm, esta salida debe pasar a través de un componente óptico especializado para convertir la longitud de onda infrarroja larga en el espectro verde visible.
Si bien los láseres YAG son fundamentalmente dispositivos infrarrojos, son el motor preferido para generar luz verde de alta intensidad. Al utilizar duplicadores de frecuencia para modificar el haz, este método desbloquea niveles de potencia que los láseres capaces de emisión verde directa simplemente no pueden alcanzar.
La Física de la Conversión
Comenzando con Infrarrojos
La base de esta tecnología reside en los cristales dopados con neodimio (Nd:YAG) o dopados con itrio (Yb:YAG). Estos materiales son el medio de ganancia activo en el sistema láser.
No emiten luz verde de forma natural. En cambio, operan en la región infrarroja de 1 μm, generando un haz invisible al ojo humano.
Aplicación de la Duplicación de Frecuencia
Para transformar este haz invisible en uno visible, la salida infrarroja se dirige a través de un duplicador de frecuencia.
Este es un componente óptico no lineal que crea efectivamente una armónica de la frecuencia original. Al duplicar la frecuencia, la longitud de onda se reduce a la mitad.
Cuando la longitud de onda infrarroja estándar de 1064 nm de un láser YAG se reduce a la mitad, se convierte en 532 nm. Esta longitud de onda específica es percibida por el ojo humano como luz verde brillante.
Por qué este enfoque es estándar
Superando los límites de potencia
Quizás se pregunte por qué los ingenieros no utilizan simplemente láseres que emiten luz verde directamente. La respuesta radica en la escalabilidad de potencia.
Los láseres verdes de emisión directa a menudo enfrentan limitaciones físicas significativas al intentar generar altos vatios. Normalmente, se limitan a niveles de potencia más bajos.
Aprovechando la eficiencia infrarroja
Los láseres YAG, por el contrario, son muy eficientes en la generación de potentes haces infrarrojos.
Al tomar esta robusta fuente infrarroja de alta potencia y convertirla, los ingenieros pueden generar luz verde a niveles de potencia mucho más altos de lo que sería posible con la tecnología de emisión directa.
Comprender las compensaciones
Complejidad del sistema
El uso de una fuente YAG requiere una configuración óptica de múltiples etapas. No se trata de un solo emisor, sino de un sistema que requiere una alineación precisa entre la fuente infrarroja y el cristal de duplicación de frecuencia.
Eficiencia de conversión
La conversión de infrarrojos a verde es un paso adicional en la cadena de energía.
Si bien es eficaz, este proceso introduce ineficiencias inevitables, lo que significa que la potencia verde de salida siempre será menor que la potencia infrarroja de entrada debido a las pérdidas de conversión.
Tomando la decisión correcta para su aplicación
Comprender la mecánica de los láseres YAG le permite seleccionar la herramienta adecuada para sus requisitos de potencia específicos.
- Si su enfoque principal es la salida de alta potencia: Confíe en los sistemas YAG de frecuencia duplicada, ya que son el único método viable para lograr niveles intensos de luz verde.
- Si su enfoque principal es la arquitectura del sistema: Reconozca que está implementando efectivamente un láser infrarrojo con una etapa de modificación secundaria, no una fuente verde nativa.
Al aprovechar la potencia bruta de los láseres YAG infrarrojos y la física de la duplicación de frecuencia, puede eludir las limitaciones inherentes de la emisión verde directa.
Tabla resumen:
| Característica | Fase infrarroja (original) | Fase de luz verde (convertida) |
|---|---|---|
| Longitud de onda | 1064 nm | 532 nm |
| Visibilidad | Invisible (infrarrojo cercano) | Visible (verde brillante) |
| Mecanismo | Cristal Nd:YAG/Yb:YAG | Cristal de duplicación de frecuencia |
| Potencial de potencia | Extremadamente alto | Alto (mejor para el espectro verde) |
| Uso principal | Tejidos profundos/Industrial | Eliminación de pigmentos/Terapia vascular |
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