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Usos y Aplicaciones de Rayos Láser

Concepto, Aplicaciones y Ejemplos sobre el uso del Láser.
by

Christian Torres

on 28 June 2015

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Transcript of Usos y Aplicaciones de Rayos Láser

Rayos láser y sus aplicaciones.

Desde que Albert Einstein estableció los fundamentos del láser en 1917 utilizando la “ley de radiación” de Max Planck y que Townes y Arthur Leonard Schawlow lo crearan, hasta nuestro días el láser es un elemento muy importante para la historia lo cual marcó un antes y un después tanto en el ámbito industrial, medicinal, informático, en la ingeniería, etc.
El láser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - "Amplificación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación") ,palabra designada a todos aquellos dispositivos que generan un haz de luz coherente como consecuencia de una emisión inducida o estimulada.

Historia
Integrantes:
Campos Calero, Anabell
Gaona López, Michael Rodolfo
Santander Salas, Jomyra
Torres Tomaylla, Christian Andrés
Valentín Soto, Lilian Silvana

Docente:
Dr. Félix Saavedra Nizama
Albert Einstein estableció, en 1916, los fundamentos para desarrollar el láser y sus predecesores, los máseres, usando la ley de radiación de Max Planck que se basa en los conceptos de emisión inducida y espontánea de radiación, esta teoría fue olvidada hasta después de la Segunda Guerra Mundial.
En 1947, Los Físicos R. C. Rutherford y Willis E. Lamb, demostraron la emisión del láser por primera vez.
Características
Monocromaticidad
Emite una radiación electromagnética
de una sola longitud de onda, se identifica
por los diferentes colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, violeta.
Coherencia espacial o direccionalidad

La radiación láser tiene una divergencia muy pequeña, es decir, puede ser proyectado a largas distancias sin que el haz se abra o disemine la misma cantidad de energía en un área mayor.
Coherencia temporal
La luz láser se transmite de modo paralelo en una única dirección debido a su naturaleza de radiación estimulada, al estar constituido el haz láser con rayos de la misma fase, frecuencia y amplitud.
Mecanismos de la acción
Los láseres constan de un medio activo capaz de generar el láser,
Hay cuatro procesos básicos que se prod
ucen en la generación del láser denominados: bombeo, emisión espontánea de Radiación, emisión estimulada de Radiación y absorción.
Procesamiento de Bombeo
Se provoca mediante una fuente de radiación como puede ser una lámpara, el paso de una corriente eléctrica, o el uso de cualquier otro tipo de fuente energética que provoque una emisión. En el láser el bombeo puede ser eléctrico u óptico, mediante tubos de flash o luz.

Resonador Óptico
Está compuesto por dos espejos que logran la amplificación y a su vez crean la luz láser.
Hay Dos tipos de resonadores:
Resonador estable, emite un único haz láser.
Resonador Inestable, emite varios haces.

La emisión estimulada, base de la generación de radiación de un láser, se produce cuando un átomo en estado excitado recibe un estímulo externo que lo lleva a emitir fotones y así retornar a un estado menos excitado. El estímulo en cuestión proviene de la llegada de un fotón con energía similar a la diferencia de energía entre los dos estados. Los fotones así emitidos por el átomo estimulado poseen fase, energía y dirección similares a las del fotón externo que les dio origen. La emisión estimulada descrita es la raíz de muchas de las características de la luz láser. No sólo produce luz coherente y monocroma, sino que también "amplifica" la emisión de luz, ya que por cada fotón que incide sobre un átomo excitado se genera otro fotón.
La palabra láser es un acrónimo de las palabras inglesas
L
ight
A
mplification by
S
timulated
E
mission of
R
adiation
Absorción
Proceso mediante el cual se absorbe un fotón.
El sistema atómico se excita a un estado de energía más alto, pasando un electrón al estado meta estable. Este fenómeno compite con el de la emisión estimulada de radiación
Componentes
1. Medio activo para la formación del láser
2. Energía bombeada para el láser
3. Espejo reflectante al 100%
4. Espejo reflectante al 99%
5. Emisión del rayo láser
Componentes de un Laser
Un láser d'He-Ne. El gas está contenido en el cilindro central, pero el resplandor está producido por la descarga eléctrica del bombeo, no es el haz láser, que es de color rojo y se puede ver sobre la pantalla blanca y sobre la lente
Tipos de láser
Gracias :D
EAP DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA

FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

INTRODUCCIÓN:
El primer láser desarrollado fue uno de rubí y funcionó por primera vez el 16 de mayo de 1960. Fue construido por Theodore Maiman.
Charles Hard Townes y Arthur Leonard Schawlow (E.E:U.U) son considerados los inventores del láser, el cual patentaron en 1960
1969:
Se encuentra la primera aplicación industrial del láser al ser utilizado en las soldaduras de los elementos de chapa en la fabricación de vehículos y, al año siguiente Gordon Gould patenta otras muchas aplicaciones prácticas para el láser.
Hasta aquí los primeros pasos de la invención del láser, en este punto de la historia se desarrolla “el boom” del láser donde se investigan sus distintos usos y aplicaciones.
Son una fuente luminosa que produce un haz de luz coherente y monocromática .
Convierte una forma de energía en otra , siempre con una pérdida .


Los electrones que vuelven al estado fundamental emiten fotones. Es un proceso aleatorio y la radiación resultante está formada por fotones que se desplazan en distintas direcciones y con fases distintas generándose una radiación monocromática incoherente.


Emisión espontánea de radiación
Emisión Estimulada de Radiación
Los diferentes tipos de láser se clasifican atendiendo a la naturaleza de su medio activo.

Láseres de medio gaseoso: láseres d He- Ne, CO2 y N2 de eximeros.






Láseres de estado sólido: cuyo medio activo posee un cristal dopado artificialmente con iones de otro material. Láser de Nd YAG
Láseres de semiconductores: el medio activo esta constituido por un diodo con un elevada concentración de impureza.
Láseres por colorantes: El medio activo es generalmente una solución alcohólica de sustancias orgánicas (colorantes).
Creaciones realizadas con el empleo de rayos láser.

Los hologramas
Del griego “holos” , palabra que significa “entero o total “

Al ser revelada la película , los patrones de interferencia tienen el aspecto de un patrón incomprensible de luz y áreas oscuras .Pero cuando se ilumina con un haz de rayos láser , la información registrada se reproduce y se percibe como una imagen tridimensional .Esto es debido a la propiedad coherente de la luz láser
Los videodiscos
El videodisco tiene aproximadamente el mismo tamaño de un álbum de larga duración (LP) . Más de 50000 imágenes pueden almacenarse en ambos lados del disco , junto con audio de dos canales . Al girar el disco , una “aguja” láser lee las pistas para reproducir el contenido en un televisor ordinario .
Las ideas en que se funda el láser fueron formuladas a mediados y a fines de la década de 1950 por los científicos Schalow y Townes
El primer aparato que funcionó bien fue construido en 1960

El funcionamiento del láser se explican con base en los fotones y los niveles de energía de los átomos .
Fue el primer dispositivos que logró amplificar las ondas luminosas en sí mismas .
El láser usa la emisión estimulada para producir un haz formado por grandes cantidades de fotones
Las impresoras a láser
Una impresora a láser consiste en una láser que , a través de impulsos eléctricos , graba la imagen de la página en un tambor , que luego es embebido en tinta por el depósito del toner , para finalmente ser transferido al papel por un proceso que combina calor y presión .

Pro y contra del uso del láser
Cicatrización de Ulceras.

PRO:
Extirpa verrugas
Operaciones sin sangre
Comunicación (fibra óptica)

Topografía laser

CONTRA
Fármacos fotosensibilizantes como Tetraciclinas
Epilepsia

Mastopatía fibroquística
Ojos (directamente). Produciendo quemaduras

Flebitis

Quemaduras en la piel
Aplicaciones
Vida Cotidiana
Telecomunicaciones: comunicaciones ópticas (fibra óptica), Radio Over Fiber.

Medicina: operaciones sin sangre, tratamientos quirúrgicos, ayudas a la cicatrización de heridas, tratamientos de piedras en el riñón, operaciones de vista, operaciones odontológicas.

Industria: cortado, guiado de maquinaria y robots de fabricación, mediciones de distancias precisas mediante láser.

Defensa: Guiado de misiles balísticos, alternativa al radar, cegando a las tropas enemigas. En el caso del Tactical High Energy Laser se está empezando a usar el láser como destructor de blancos.

Ingeniería civil: guiado de máquinas tuneladoras en túneles, diferentes aplicaciones en la topografía como mediciones de distancias en lugares inaccesibles o realización de un modelo digital del terreno (MDT).
Arquitectura:
catalogación de patrimonio.

Arqueológico:
documentación.

Investigación:
espectroscopia, interferometría láser, LIDAR, distanciometría.

Desarrollos en productos comerciales:
 impresoras láser, CD, ratones ópticos, lectores de código de barras, punteros láser, termómetros, hologramas, aplicaciones en iluminación de espectáculos.

Tratamientos cosméticos y cirugía estética:
tratamientos de Acné, celulitis, tratamiento de las estrías, depilación.
Laboratorio
Uno de los primeros campos en los que se exploró la utilidad del láser fue la medicina. Desde principios de los años 60, el láser comenzó a vislumbrarse como una posible herramienta en oftalmología, debido a la transparencia de la córnea que permite al láser penetrar hasta el fondo del ojo. Posteriormente, se ha ido incorporando a los distintos campos de la medicina, siendo en la actualidad una tecnología que ofrece una alternativa a las terapias tradicionales, e incluso, en determinados casos, mejorando sus resultados.

El uso más extendido del láser en medicina es como bisturí, bien sea para eliminar tejidos superficiales, o bien, para realizar operaciones en órganos internos del cuerpo humano sin necesidad de intervenir quirúrgicamente al paciente. Como veremos, el láser también se puede emplear como herramienta de diagnóstico o para realizar

Oftalmología
Odontología
Dermatología
El primer campo de la medicina en el que el láser comenzó a utilizarse fue
la oftalmología, especialidad médica que estudia las patologías del ojo. En primer lugar, el ojo es el órgano al que podemos acceder con mayor facilidad mediante un láser, debido a su transparencia para la luz visible e infrarroja. Gracias a ello se han podido desarrollar técnicas de diagnóstico de enfermedades oculares como la microscopía confocal. Mediante este método, que ya explicamos anteriormente, se pueden detectar alteraciones en la retina, así como etapas precoces de glaucoma.
Con ayuda de los efectos térmicos causados por el láser se pueden tratar distintas lesiones sobre la piel. En función del espectro de absorción de estos componentes, se seleccionan los distintos láseres que se usan en dermatología.
La odontología ha sido otro de los campos de la medicina en los que progresivamente se ha ido implantando la tecnología láser. En determinadas aplicaciones, los procedimientos mecánicos convencionales han sido sustituidos por el tratamiento con láser, que ofrece diversas ventajas.
El uso de láseres de femtosegundo, presenta una serie de ventajas que pueden convertirla en la herramienta del futuro para la eliminación de caries o la perforación de piezas dentales.
Podemos dividir el tratamiento con láser en dos apartados, dependiendo de si el tejido a considerar es duro (esmalte, dentina, etc) o blando (encías, mucosas, etc).
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