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23 DE ABRIL DE 2002
CATEDRÁTICO: DR. CARLOS TREVIÑO
PRESENTADO POR: RUBÉN GRAJALES COUTIÑO
CONTENIDO.
INTRODUCCIÓN.
LASERES EXCIMEROS.
a) DE IONES.
b) DE VAPOR DE METALES.
APLICACIONES.
CONCLUSIONES.
INTRODUCCIÓN
El concepto del sistema de excimero como un medio láser se enunció inicialmente en 1960. , Sin embargo, Las primeras demostraciones de laboratorio exitosas, no eran cumplidas hasta aproximadamente 1972. Era la nueva aplicación de una tecnología disponible, a saber, la emisión del electrón que permitió a una proporción de alta excitación suficientemente para lograr la amplificación óptica requerida. Ahora es claro que estos desarrollos comprenden una tecnología híbrida que va madurando rápidamente y tendrá un impacto en el futuro y aplicación en el progreso científico. La palabra excimer, proviene de las palabras inglesas “Excited” y “Dimer” que puede traducirse como excitar el damero. Damero , hace referencia a la mezcla de gases que se utiliza, con la cual se consigue un haz homogéneo de energía luminosa invisible.
LASERES DE EXCIMERO
IONES:
Los laseres de excimero son un grupo de laseres pulsados que incorporan las transiciones electrónicas dentro de las moléculas efímeras. Tales laseres están más a menudo compuestos de la combinación de un átomo de gas raro (como Ar, Kr, o Xe) y un átomo de halógeno como (FI, CI, Br, o I).
Los laseres de excimero emiten típicamente en la región espectral ultravioleta, aunque algunos operan en el espectro visible. Las transiciones de laseres de excimero principales ocurren en XeF a 353 nm, XeCI a 308 nm, KrF a 248 nm, ArF a 193 nm, y F2 a 153 nm. Un láser del excimero típico, es el láser de KrF que
opera con una presión de gas total de 2 atmósferas y con las presiones parciales de 10 torr F2 ,30 torr Ar, y aproximadamente 1,400 torr He. El rendimiento pulsado
de estos laseres tienen una duración de 10 a 50 ns con una energía del pulso de 0.1-1 J .
ESTRUCTURA DEL LASER
La estructura entera es hecha de acero puro con componentes de teflón. La descarga es transversal y los electrodos son pedazos de metal largos, planos que tienen una forma redondeada para que cuando el voltaje es aplicado, el campo eléctrico esté por todas partes uniforme entre los electrodos, esto lleva a la excitación uniforme. Los laseres de excimero guiados, son similar a los laseres de CO2 guiados, usan los dieléctricos de descarga, los
tubos con las regiones perforadas de dimensiones laterales de menos de 1 mm.
NIVELES DE ENERGIA DEL LÁSER EXCIMERO
La figura muestra un diagrama de los niveles de energía del láser excimero, como una función de la distancia entre los atomos en la molecula. Los átomos crean un estado limite sólo después de que hayan entrado a un estado excitado ionizado. Este estado limite es el nivel alto del láser, aquí la molécula retorna al estado fundamental no excitado. La condición de inversión de la población se logra en el momento que hay un estado excitadomado, puesto que la población del más bajo nivel del láser siempre es cero.
LISTA DE LASERES DE EXCIMEROS COMUNES, CON SUS LONGITUDES DE ONDA CARACTERISTICA.
LASERES EXCIMEROS DE VAPOR DE METALES
El láser de vapor de cobre (CVL) es el más útil en la clase de laseres de vapor de metal pulsados que son inherentemente de alta-ganancia. Además el láser de vapor de cobre, hay otros dos laseres de importancia en esta categoría que son el láser de vapor de oro y el láser de vapor de plomo. Todos estos laseres requieren la excitación eléctrica rápida de los vapores de metal excitado contenido dentro de un tubo de descarga cilíndricamente llenado de un gas helio o neón.
Las longitudes de onda primarias para el láser de vapor de cobre están en 510.5 y 578.2 nm. El láser de vapor de oro opera principalmente con un rendimiento en el naranja de 627.8 nm, y el láser de vapor de plomo opera en el infrarrojo cercano a 722.9 nm.
La presión óptima para estos laseres es del orden de 1 torr de vapor de metal y 40-50 torr de gas pulidor. Esta presión de vapor de metal alta requiere el láser alcance temperaturas del orden de 1,100°C para el láser de plomo, 1,500°C para el láser de cobre, y 1,650°C para el láser de oro.
EJEMPLOS DE TRANSICIONES DE LASERES EXCIMEROS DE VAPOR DE TRES NIVELES
ESQUEMA DEL LASER DE VAPOR DE COBRE
Estos laseres son generalmente construidos con una descarga de cerámica entuba teniendo un diámetro de perforación a 6 centímetros y longitudes de 1-3 m. Una simplificación del esquema de un CVL se muestra en la figura 13-4(a). Donde, también se muestra el tubo del láser, la carga del metal de cobre, los electrodos, sobre el vacío, y las ventanas y espejos; el thyratron que activa el dispositivo.
ESTRUCTURA DE UN LASER COMERCIAL EXCIMERO DE VAPOR DE METAL
muestra el láser integrado de producto comercial. La estructura del láser incluye agua en el sistema refrigerante, un modulador de alto-voltaje, y un sistema de tratamiento del gas. La ganancia en este tipo de láser de vapor de metal puede ser tan alta como 6 dB/cm y así los laseres operan con un acoplamiento de rendimiento de transmisión relativamente altos y alcanzan la intensidad de saturación después de sólo unos pasos a través del el amplificador. Con tales pulsos cortos y la alta ganancia, los laseres operan favorablemente a la configuración de multi-modo.
OPTex
El OPTex es un laser de excimero portátil de la compañia Lambda Physics, altamente fiable y que reúne las características adecuadas para su aplicación en medicina, investigación y procesado de materiales. El equipo se controla a través de un ordenador portátil por medio de Windows 98. Sus aplicaciones más comunes son keratectonía foto refractiva, ablación láser, micromecanizado, etc.
LPX
Ofrece altas velocidades de repetición y energías entre 120 y 1200 mJ/p a diferentes longitudes de onda. Todos los laseres de esta serie incorporan la tecnología NovaTube que garantiza una óptima duración de la mezcla de gas, válvulas de deslizamiento que facilitan la limpieza de las ventanas y control magnético para extender el tiempo de vida del Thyratron.
Aplicaciones tfpicas de estos equipos son la espectroscopia y la fotoquímica, as! como micromecanizado de alta precisión.
COMPex
El COMPex es un láser de excimero compacto con velocidades de repetición de hasta 100 Hz y energías entre 150 y 650 mJ y que es el candidato ideal para Ilevar a cabo el bombeo de laseres de colorante o su aplicación directa con fines espectroscopios.
CONCLUSIONES
- El láser excimero ha aportado más exactitud a la cirugía de córnea y
la corrección de la vista que lo que se había logrado antes.
- Un pulso del láser excimero elimina 0.25 micrón del tejido.
- Los cirujanos nunca habían tenido un dispositivo tan exacto como el
láser excimero en la cirugía
- Hay dos tipos de laseres de excimero para los procedimientos de
corrección refractiva : a) Los laseres de rayo ancho. b) Los laseres de exploración: De exploración de hendidura.
De exploración localizada.
Los laseres de rayo ancho utiliza un diámetro del rayo relativamente grande(de 6.0 a 8.0 milímetros) que puede ser manipulado para cortar la córnea.
Los laseres de hendidura utiliza haces relativamente pequeños vinculados con un dispositivo rotatorio con agujeros de hendidura que pueden agregarse. Durante la cirugía, el rayo del láser explora a través de estos agujeros para aumentar gradualmente la zona de ablación. Sus desventajas son una propensión ligeramente más alta a producir descentrado y un riesgo ligeramente mayor de sobre corrección. Los laseres de exploración localizada tienen un potencial de producir las ablaciones más lisas de todas y utilizan tecnología de radar para rastrear el movimiento del ojo.
