{"id":1290,"date":"2019-04-24T00:00:27","date_gmt":"2019-04-24T00:00:27","guid":{"rendered":"https:\/\/novanta.com\/es\/precision-manufacturing\/sin-categorizar\/cual-es-la-diferencia-entre-el-tamano-del-haz-y-la-abertura-libre\/"},"modified":"2019-04-24T00:00:27","modified_gmt":"2019-04-24T00:00:27","slug":"cual-es-la-diferencia-entre-el-tamano-del-haz-y-la-abertura-libre","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/novanta.com\/es\/precision-manufacturing\/articulos\/articulo\/cual-es-la-diferencia-entre-el-tamano-del-haz-y-la-abertura-libre\/","title":{"rendered":"\u00bfCu\u00e1l es la diferencia? Tama\u00f1o del haz frente a apertura \u00fatil"},"content":{"rendered":"\n

Comprender los dise\u00f1os de los sistemas de rayo l\u00e1ser: Tama\u00f1o del rayo frente a apertura libre<\/h3>\n\n\n\n

A la hora de configurar un sistema, es importante comprender el dise\u00f1o de los sistemas de haz l\u00e1ser que utilizan tecnolog\u00eda de orientaci\u00f3n del haz. M\u00e1s concretamente, resulta fundamental combinar un conjunto de orientaci\u00f3n del haz con un l\u00e1ser. Durante la configuraci\u00f3n, es fundamental alinear la apertura libre del conjunto de orientaci\u00f3n del haz con el tama\u00f1o del haz del l\u00e1ser. Esto suele plantear la duda entre el tama\u00f1o del haz y la apertura libre. Analicemos esta cuesti\u00f3n en esta entrada del blog y le ayudaremos a realizar los c\u00e1lculos adecuados. <\/p>\n\n\n\n

Configuraci\u00f3n de sistemas de haz l\u00e1ser<\/h3>\n\n\n\n

Existen muchos conceptos err\u00f3neos sobre la configuraci\u00f3n de un l\u00e1ser y un sistema de orientaci\u00f3n del haz. El error m\u00e1s com\u00fan es pensar que el valor de la apertura libre debe ser igual<\/em> al tama\u00f1o m\u00e1ximo permitido del haz l\u00e1ser. Los componentes \u00f3pticos tienen un par\u00e1metro conocido como \u00abapertura libre\u00bb, que define estrictamente el rendimiento \u00f3ptico dentro de dicha apertura. El rendimiento \u00f3ptico fuera de la apertura libre no est\u00e1 especificado. Una iluminaci\u00f3n significativa m\u00e1s all\u00e1 de este l\u00edmite no solo provoca una p\u00e9rdida de potencia, sino que tambi\u00e9n hace que la \u00f3ptica sufra lo siguiente: <\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Deformaci\u00f3n de la \u00f3ptica debido a un calentamiento excesivo<\/li>\n\n\n\n
  2. Cambio en el \u00edndice de refracci\u00f3n con la temperatura (solo en \u00f3pticas transmisivas)<\/li>\n\n\n\n
  3. Deslaminaci\u00f3n entre el recubrimiento y el sustrato<\/li>\n\n\n\n
  4. Luz par\u00e1sita que puede da\u00f1ar otros componentes del sistema<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Tama\u00f1o del haz frente a la apertura libre: el perfil gaussiano<\/h3>\n\n\n\n

    Normalmente, los l\u00e1seres emiten haces de forma circular con un perfil gaussiano. Mediante la aplicaci\u00f3n de tecnolog\u00edas de modelado del haz, el perfil gaussiano puede transformarse en un perfil uniforme (de sombrero de copa), con el haz de salida con forma cuadrada, rectangular, etc. El tama\u00f1o del haz para un par\u00e1metro uniforme es sencillo de determinar (v\u00e9ase la figura siguiente). Por su parte, la medici\u00f3n del di\u00e1metro del haz de perfil gaussiano es m\u00e1s subjetiva y depende en gran medida de la metodolog\u00eda que se siga. Algunos de los diferentes criterios utilizados para expresar el tama\u00f1o de un haz gaussiano son: D4\u03c3, borde de cuchilla 10\/90 o 20\/80,1\/e\u00b2<\/sup>, FWHM y D86. De ellos,1\/e\u00b2<\/sup> y FWHM (ancho a la mitad del m\u00e1ximo) son los m\u00e1s utilizados. Es importante comprender el perfil y el tama\u00f1o del haz l\u00e1ser. De hecho, un mismo haz l\u00e1ser tendr\u00e1 un tama\u00f1o diferente seg\u00fan sudefinici\u00f3n\u00b9<\/sup>. <\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n
    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Diferentes tama\u00f1os de haz<\/h3>\n\n\n\n

    \u00bfQu\u00e9 ocurre cuando se aplica la misma apertura libre a diferentes tama\u00f1os de haz? Es bastante sencillo, tal y como se muestra en la figura siguiente. Si el haz l\u00e1ser desborda la apertura libre, se recortar\u00e1 la parte del anillo exterior del haz l\u00e1ser. Lo que nos lleva a la siguiente pregunta: \u00bfqu\u00e9 di\u00e1metro de haz se debe aplicar para una determinada apertura libre? <\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Si profundizamos un poco m\u00e1s en las ecuaciones matem\u00e1ticas y tomamoscomo <\/sup>ejemplo un haz gaussiano t\u00edpico cuyo tama\u00f1o viene definido por1\/e\u00b2 <\/sup>, podemos garantizar una p\u00e9rdida de potencia inferior al 1 % debida al recorte del haz. V\u00e9anse las f\u00f3rmulas siguientes: <\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Por lo tanto, el di\u00e1metro del haz incidente en la apertura deber\u00eda ser: <\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    \u00a0Y, con el mismo c\u00e1lculo para garantizar una p\u00e9rdida de potencia inferior al 10 %, la apertura libre deber\u00eda ser al menos 1,07 veces mayor que el tama\u00f1odel haz 1\/e\u00b2<\/sup>; para una p\u00e9rdida de potencia inferior al 5 %, deber\u00eda ser 1,22; y para una p\u00e9rdida de potencia inferior al 0,1 %, deber\u00eda ser 1,86. \u00a0 Es importante se\u00f1alar que, dado que el valor del tama\u00f1o del haz l\u00e1ser definido por1\/e\u00b2 es<\/sup>aproximadamente 1,7 veces el di\u00e1metro definido por el FWHM, los c\u00e1lculos para determinar el tama\u00f1o adecuado del haz y las relaciones de apertura libre pueden realizarse a partir de los ejemplos anteriores. \u00a0 En este caso, definimos el tama\u00f1o del haz en t\u00e9rminos de FWHM tomando como ejemplo un haz gaussiano. Para garantizar una p\u00e9rdida de potencia inferior al 1 % debida al recorte del haz, la apertura libre deber\u00eda ser: \u00a0<\/p>\n\n\n\n

    Importancia del tama\u00f1o del haz l\u00e1ser<\/h3>\n\n\n\n

    Otro punto que hay que aclarar es la idea err\u00f3nea habitual de que el tama\u00f1o del haz l\u00e1ser de entrada sea exactamente igual a la apertura libre<\/strong>. Si se aplica la misma f\u00f3rmula y se supone que el tama\u00f1o del haz viene definido por1\/e\u00b2<\/sup>, se corre el riesgo de recortar un 13,5 % de la potencia. Es fundamental tener en cuenta que la potencia que se escapa por los espejos no solo provocar\u00e1 calentamiento, delaminaci\u00f3n, quemaduras en los recubrimientos y dispersi\u00f3n de la luz, como se ha mencionado anteriormente, sino que tambi\u00e9n se depositar\u00e1 en las piezas internas del recinto del cabezal de escaneo o ser\u00e1 absorbida por el anillo de sujeci\u00f3n de la lente DFM (con pegamento) y el soporte de la lente DFM. En cualquiera de los dos casos, esto causar\u00e1 da\u00f1os importantes a los sistemas actuales durante la integraci\u00f3n, lo cual es especialmente importante cuando se trabaja con un l\u00e1ser de alta potencia. Por \u00faltimo, pero no menos importante, los c\u00e1lculos anteriores parten de la base de una alineaci\u00f3n perfecta. Si existen errores de alineaci\u00f3n reales, se debe considerar dejar algunos m\u00e1rgenes.<\/p>\n\n\n\n

    Recuerda las diferencias entre el tama\u00f1o del haz y la apertura libre<\/h3>\n\n\n\n

    En conclusi\u00f3n, recuerde siempre que la definici\u00f3n del tama\u00f1o del haz de entrada y la del tama\u00f1o de la apertura libre NO<\/em><\/strong> es la misma. Si se confunden ambos conceptos, puede producirse un recorte de potencia inesperado que afectar\u00e1 negativamente a su sistema durante la integraci\u00f3n, provocando fallos de funcionamiento o incluso una explosi\u00f3n del sistema. Cuando los usuarios nos compran una soluci\u00f3n de orientaci\u00f3n del haz l\u00e1ser, les proporcionamos la informaci\u00f3n sobre la apertura libre, mientras que la definici\u00f3n del tama\u00f1o del haz l\u00e1ser deber\u00eda figurar en la ficha t\u00e9cnica del l\u00e1ser. Adem\u00e1s, la ficha t\u00e9cnica del l\u00e1ser tambi\u00e9n puede incluir especificaciones de alineaci\u00f3n, como la posici\u00f3n de salida del l\u00e1ser y el error de apuntado. Si no se facilitan estos datos, aseg\u00farese de consultar con el fabricante del l\u00e1ser para confirmar estos par\u00e1metros con el fin de obtener el mejor rendimiento. Tras haber probado e integrado con \u00e9xito diferentes sistemas en m\u00faltiples aplicaciones, podemos garantizar que estas recomendaciones ayudar\u00e1n a aclarar cualquier confusi\u00f3n y a prevenir da\u00f1os futuros. <\/p>\n\n\n\n

    \n\n\n\n

    1. Algunos l\u00e1seres pueden presentar un perfil de irradiancia central que se asemeja mucho a un perfil gaussiano, pero que tambi\u00e9n contiene \u00abl\u00f3bulos\u00bb adicionales de irradiancia en los extremos. A alta potencia, estos l\u00f3bulos pueden ser significativos y deben tenerse en cuenta.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Comprender los dise\u00f1os de los sistemas de rayo l\u00e1ser: Tama\u00f1o del rayo frente a apertura libre A la hora de configurar un sistema, es importante comprender el dise\u00f1o de los sistemas de haz l\u00e1ser que utilizan tecnolog\u00eda de orientaci\u00f3n del haz. M\u00e1s concretamente, resulta fundamental combinar un conjunto de orientaci\u00f3n del haz con un l\u00e1ser. 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