Curso de láser

Lección 1 • Principios de Óptica Geométrica

Enseña la reflexión, refracción y el comportamiento de lentes que gobiernan la conformación de haces en sistemas láser. Conecta las leyes ópticas con los componentes prácticos de entrega del haz.

Lección 2 • Óptica Ondulatoria y Coherencia

Introduce la interferencia, difracción y coherencia como propiedades que distinguen la luz láser de la luz ordinaria. Construye las bases conceptuales para el análisis de calidad del haz.

Lección 3 • Polarización de la Luz

Explica los estados de polarización lineal, circular y elíptica y su relevancia para el control de la emisión láser. Prepara a los estudiantes para interpretar las especificaciones de polarización en hojas de datos de láseres.

Lección 1 • Inversión de Población y Bombeo

Explica por qué se requiere la inversión de población para la ganancia neta y cómo los esquemas de bombeo la logran. Conecta la eficiencia del bombeo con la potencia de salida del láser.

Lección 2 • Niveles de Energía Atómica

Cubre los estados de energía cuantizados, niveles basal y excitado, y transiciones electrónicas. Proporciona el modelo atómico necesario para comprender los procesos de absorción y emisión.

Lección 3 • Medios de Ganancia y Ancho de Banda de Ganancia

Revisa los medios de ganancia de estado sólido, gas, líquido y semiconductor y sus perfiles de ganancia espectral. Prepara a los estudiantes para adecuar los medios de ganancia a los requisitos de la aplicación.

Lección 1 • Configuraciones de Resonadores Ópticos

Introduce las geometrías de cavidad de espejos plano-paralelos, concéntricos, confocales y hemisféricos. Conecta la geometría de la cavidad con la divergencia del haz y el volumen modal.

Lección 2 • Modos Transversales y Calidad del Haz

Describe las familias de modos Hermite-Gaussianos y Laguerre-Gaussianos y el factor de calidad del haz M². Permite a los estudiantes especificar aperturas y filtros espaciales para el control modal.

Lección 3 • Propagación de Haces Gaussianos

Aplica el formalismo de matrices ABCD y el rango de Rayleigh para predecir el tamaño y la divergencia del haz a través de sistemas ópticos. Prepara a los estudiantes para diseñar trenes de entrega de haz.

Lección 4 • Acoplamiento de Salida y Pérdidas de la Cavidad

Cubre la optimización de la reflectividad del acoplador de salida, pérdidas intracavidad y la condición de ganancia umbral. Conecta el manejo de pérdidas con la eficiencia general del láser.

Lección 1 • Especificaciones de Desempeño del Láser

Enseña a leer y comparar hojas de datos usando parámetros como potencia, eficiencia, calidad del haz y ruido. Capacita a los estudiantes para tomar decisiones cuantitativas de selección de láser.

Lección 2 • Láseres de Estado Sólido

Examina láseres de matriz de cristal y vidrio, incluyendo Nd:YAG y Ti:Sapphire, cubriendo longitudes de onda, formatos de pulso y eficiencia. Destaca los desafíos de gestión térmica únicos de los sistemas de estado sólido.

Lección 3 • Láseres Semiconductores y de Diodo

Explica la emisión láser por unión p-n, las estructuras de emisión por borde y de cavidad vertical (VCSEL), y las características del haz. Aborda el uso de láseres de diodo como fuentes y láseres de bombeo.

Lección 4 • Láseres de Gas

Cubre los láseres de helio-neón, CO₂, argón-ión y excímeros, enfatizando la excitación por descarga y la diversidad de longitudes de onda. Conecta las propiedades de los láseres de gas con aplicaciones industriales y científicas.

Lección 1 • Principios de Bloqueo de Modos

Cubre los mecanismos de bloqueo de modos activo y pasivo que fijan en fase los modos longitudinales para producir pulsos ultracortos. Explica el producto tiempo-ancho de banda y sus implicaciones para la compresión de pulsos.

Lección 2 • Técnicas de Q-Switching

Explica el Q-switching activo (AOM, EOM) y pasivo (absorbedor saturable) para producir pulsos de nanosegundos con alta potencia pico. Conecta la temporización del Q-switch con la dinámica de acumulación del pulso.

Lección 3 • Caracterización de Pulsos Ultracortos

Introduce las técnicas de autocorrelación, FROG y SPIDER para medir pulsos de femtosegundos y picosegundos. Prepara a los estudiantes para verificar la calidad del pulso en configuraciones de láser ultrarrápido.

Lección 4 • Fundamentos de Funcionamiento Pulsado

Define la duración del pulso, tasa de repetición, potencia pico y energía del pulso y sus interrelaciones. Establece el vocabulario necesario para todos los temas posteriores de láser pulsado.

Lección 1 • Expansión y Colimación del Haz

Explica los expansores de haz Galileanos y Keplerianos y su efecto sobre la divergencia y el tamaño del punto. Conecta la expansión del haz con el desempeño de enfoque posterior.

Lección 2 • Acoplamiento y Entrega por Fibra

Enseña el acoplamiento modal, las restricciones de apertura numérica y los tipos de conectores para acoplar haces de espacio libre en fibras monomodo y multimodo. Cubre las características del haz de salida de fibra y la recolimación.

Lección 3 • Óptica de Enfoque y Control de Tamaño de Punto

Aplica las ecuaciones de haz Gaussiano para seleccionar la distancia focal y el diámetro del haz de entrada para un tamaño de punto deseado. Aborda las aberraciones y las restricciones de profundidad de foco en aplicaciones de enfoque preciso.

Lección 4 • Direccionamiento y Alineación del Haz

Cubre soportes de espejo, etapas cinemáticas y técnicas de dirección con dos espejos para apuntamiento preciso del haz. Establece procedimientos de alineación utilizados en todo el trabajo de laboratorio láser.

Lección 1 • Marcado y Grabado Láser

Distingue los mecanismos de marcado por recocido, espumado, carbonización y ablación y sus dependencias del material. Prepara a los estudiantes para seleccionar estrategias de marcado para trazabilidad y estética.

Lección 2 • Corte y Perforación Láser

Explica la formación de la ranura de corte, el papel del gas de asistencia y el control de la conicidad en el corte y perforación por percusión láser. Aborda la optimización de parámetros para calidad de corte y rendimiento.

Lección 3 • Soldadura y Unión Láser

Cubre la soldadura en modo de conducción y en modo de ojo de cerradura, configuraciones de juntas y control de la geometría del cordón de soldadura. Conecta el gas de protección y la posición focal con la calidad de la soldadura.

Lección 4 • Absorción y Respuesta Térmica

Cubre los coeficientes de absorción óptica, difusión de calor y dinámica del baño de fusión para metales, polímeros y cerámicas. Conecta las propiedades térmicas del material con la selección de potencia láser y tiempo de permanencia.

Lección 1 • Clasificación de Riesgos Láser

Explica el sistema internacional de clases de láser (Clase 1–4) basado en los límites de emisión accesibles y la longitud de onda. Permite a los estudiantes clasificar cualquier sistema láser y determinar los controles requeridos.

Lección 2 • Controles de Ingeniería y Administrativos

Cubre recintos de haz, enclavamientos, señales de advertencia, procedimientos operativos estándar y requisitos de capacitación. Establece una jerarquía de control en capas para entornos industriales y de laboratorio láser.

Lección 3 • Selección de Protección Ocular Láser

Enseña los requisitos de densidad óptica, cobertura de longitud de onda y factores de comodidad para seleccionar protección ocular láser reglamentaria. Aborda errores comunes en la especificación y uso de protección ocular.

Lección 4 • Efectos Biológicos de la Radiación Láser

Cubre los mecanismos de lesión ocular y cutánea, rangos críticos de longitud de onda y límites máximos de exposición permisible. Conecta la vulnerabilidad biológica con la selección de medidas de protección.