Los láseres continuos pueden emitir haces láser de manera estable e ininterrumpida, y su potencia de salida permanece constante con el tiempo (bajo condiciones ideales).
Principales características: Estabilidad y sostenibilidad
Producción continua: esta es la señal más crucial, siempre que la energía esté conectada y las condiciones de trabajo sean estables, el láser puede emitir luz continuamente sin interrupción.
Estabilidad de potencia: la potencia del láser de salida (la energía emitida por unidad de tiempo) permanece básicamente constante durante el funcionamiento.
Características temporales: El haz es continuo en la dimensión temporal (macroscópicamente), sin intervalos de pulso obvios.
Principio de funcionamiento: bombeo continuo, emisión de luz continua
El principio de funcionamiento de un láser continuo sigue el principio fundamental de la generación láser (emisión estimulada), pero su proceso de bombeo es continuo:
Bombeo continuo: fuentes de energía externas (como corriente, energía lumínica, energía de reacción química) se introducen continuamente en el medio de ganancia del láser (como el gas CO2, el cristal sólido Nd: YAG,materiales semiconductores, soluciones de colorantes).
Mantenimiento de la inversión de población: la energía de bombeo continua excita átomos, moléculas o electrones en el medio de ganancia de un nivel de energía bajo a un nivel de energía alto,manteniendo un estado en el que el número de partículas en el nivel de energía alta es mayor que el de las partículas en el nivel de energía baja (inversión de población).
Emisión estimulada continua: Un pequeño número de fotones emitidos espontáneamente existentes en la cavidad de resonancia (compuesta por dos espejos), cuando pasan a través del medio de ganancia,causará que las partículas a altos niveles de energía produzcan una emisión estimulada, liberando nuevos fotones con exactamente la misma frecuencia, fase y dirección que los fotones incidentes.
Amplificación óptica y oscilación continua: Estos fotones recién generados son reflejados hacia adelante y hacia atrás por el espejo resonador y pasan repetidamente a través del medio de ganancia.Cada paso desencadena más radiación estimulada., causando que el número de fotones aumente continuamente de una manera similar a una avalancha y formando poderosas ondas de luz coherentes.
Producción de láser estable: When the gain (amplification) obtained by the light oscillating back and forth in the resonant cavity once is sufficient to compensate for the loss of this oscillation (including part of the light transmitted through the output mirror), el láser alcanza un estado de funcionamiento estable y emite de forma continua y estable un haz láser desde el espejo de salida parcialmente transmitido.
Ventajas tecnológicas clave
Potencia de salida continua: proporciona una fuente de calor o fuente de luz estable, adecuada para procesos que requieren una entrada de energía continua (como el corte y la soldadura).
Alta estabilidad: La potencia de salida y la directividad del haz suelen ser muy estables, lo que es crucial para una medición y comunicación precisas.
Excelente calidad del haz: generalmente genera haz de alta calidad con modos puros (como el modo fundamental TEM00) y ángulos de divergencia pequeños,que es propicio para el enfoque y la transmisión a larga distancia.
Alta eficiencia (en comparación con algunos láseres pulsados): en escenarios en los que se requiere un funcionamiento continuo, la eficiencia general de utilización de energía puede ser mayor.
Amplia gama de campos de aplicación
Procesamiento industrial
Corte por láser: corte preciso y de alta velocidad de metales (como las máquinas de corte por láser de CO2) y no metales (como tejidos, acrílico).
Soldadura por láser: logrando una soldadura precisa con una alta relación de aspecto y baja deformación (comúnmente utilizada en las industrias automotriz y electrónica).
Marcado/grabación por láser: Marcado permanente en la superficie de los productos (principalmente láseres de semiconductores y fibra).
Tratamiento superficial: amortiguación, revestimiento, aleación, etc.
El campo médico
Escalpelo: el láser de CO2 se utiliza para el corte de vaporización de tejidos blandos (como en la cirugía ENT), y el láser de semiconductores se utiliza en la cirugía oftalmológica y el tratamiento dental.
Terapia fotodinámica: Los láseres continuos de longitudes de onda específicas activan medicamentos fotosensibles para matar selectivamente las células cancerosas o los tejidos enfermos.
Tratamientos para la piel: depilación (semiconductor, Nd:YAG), tratamiento vascular, rejuvenecimiento de la piel, etc.
Comunicación e información
Comunicación de fibra óptica: Los láseres semiconductores son las fuentes de luz centrales de las redes de fibra óptica de alta velocidad, que transportan grandes cantidades de datos.
Display y detección
Display láser: Como fuente de luz para proyectores o televisores de gran brillo y amplia gama de colores.
LiDAR: Algunos LiDAR de onda continua se utilizan para la medición de velocidad, medición de distancia, detección de gas, etc.
Escaneo de códigos de barras: Un dispositivo común en los mostradores de supermercados.
Los láseres continuos son la columna vertebral de la familia de láseres que proporcionan un flujo de energía estable y continuo.La comprensión del principio de funcionamiento y las ventajas únicas de los láseres continuos es la base para reconocer su papel central en la ciencia y la tecnología contemporáneas y la industriaRepresentan los notables logros de la humanidad en el control preciso y continuo de la energía de la luz.