viernes, 13 de septiembre de 2013

Punteros Láser. Todo lo que necesitas saber para su buen uso y disfrute. (2ª parte) por RamonMas

Características


Un láser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, o amplificación de luz por emisión estimulada de radiación), es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecánica cuántica (la emisión inducida o estimulada), para generar un haz de luz coherente de un medio adecuado y con el tamaño, la forma y la pureza controlados. Efectivamente, es un emisor de luz, pero de una luz tan especial como de extraordinaria versatilidad, por lo que los dispositivos láser, en sus muchas facetas, están cada día más presentes en nuestra vida cotidiana desde hace ya años y sin cesar en su evolución. Pueden ser un simple puntero para señalar sobre un mapa, el ojo que lee un DVD, o resultar de vital importancia en la tecnología aplicada a gran número de ambientes científicos, desde la medicina a la ingeniería, el sector aeroespacial, la Defensa, etc...

Un puntero láser es un pequeño aparato con un tamaño que oscila desde los semejantes a un bolígrafo, (o incluso más pequeños de tipo llavero), hasta los del tamaño de una linterna media y que emite una luz láser, generalmente de color verde o rojo, y que suele utilizarse para indicar algún punto o lugar específico, ya que de día muestran sólo el punto de luz al golpear una superficie opaca.   La luz láser es intensa, por lo tanto la de los punteros también los es.  Aunque sólo sean de algunos milivatios de potencia, son capaces de producir una elevada intensidad en un rayo de un milímetro de diámetro. En realidad, su intensidad puede ser igual a la de la luz del sol. Cualquier lámpara ordinaria emite una cantidad de luz muy superior a la de un pequeño láser, pero esparcida en todas direcciones. 

Los haces láser son estrechos y no se dispersan como lo hace la luz de una bombilla. Esta cualidad se denomina direccionalidad y es la que  permite su utilización como puntero para presentaciones.  Se sabe que ni la luz de un potente foco logra desplazarse muy lejos: si se enfoca hacia el firmamento, su rayo parece desvanecerse de inmediato. El haz de luz comienza a esparcirse en el momento en que sale del foco, hasta alcanzar tal grado de dispersión que llega a perder su utilidad. Sin embargo, se han logrado reflejar haces láser de pocos vatios de potencia sobre la luna y su luz era todavía lo suficientemente brillante para verla desde la tierra.  Uno de los primeros haces láser que se disparó hacia la luna en 1962 sólo llegó a dispersarse cuatro kilómetros sobre su superficie que se encontraba a una distancia de trescientos ochenta mil kilómetros.



Los láseres producen luz monocromática, es decir, de un solo color. La luz común contiene todos los colores de la luz visible (el espectro), que combinados entre sí, se convierten en blanco. Los haces de luz láser han sido producidos en todos los colores del arco iris (si bien los más comunes son el rojo y el verde), y también en muchos tipos de luz invisible; pero un láser determinado sólo puede emitir única y exclusivamente un solo color.  Determinados láseres, pueden emitir varias frecuencias monocromáticas al mismo tiempo, pero no un espectro continuo que contenga todos los colores de la luz visible como pueda hacerlo una bombilla. Además, existen numerosos láseres que proyectan luz invisible, como la infrarroja y la ultravioleta.
En cuanto a los usos más comunes de los punteros láser son: presentaciones, astronomía, fotografía, experimentos, espectáculos visuales, alpinismo, caza, airsoft...

Cómo están construidos

El clásico puntero rojo lleva en su configuración más simple, un diodo que emite luz láser roja cuya longitud de onda medida en nanómetros, puede variar del rojo anaranjado (635nm) al rojo oscuro (690nm). A partir de 700nm el rojo se hace tan oscuro que nuestros ojos ya no lo pueden percibir y es entonces cuando pasa a ser infrarrojo. O sea un rayo invisible para nosotros pero más peligroso, ya que no podemos verlo. Delante de ese diodo se coloca una lente que enfocada correctamente produce un delgado haz de luz láser.




El puntero láser verde funciona de una forma bien distinta: como el diodo láser verde no está plenamente desarrollado, se emplea un método indirecto para conseguir el color deseado, llamado DPSS (Diode Pumped Solid State) o Díodo bombeado de estado sólido.

Un puntero verde lleva un diodo láser de luz infrarroja invisible (en 808nm) y de elevada potencia que se enfoca en unos cristales dopados que cambian el color del láser. El resultado de ese proceso es láser verde a 532nm.  El problema es que no todo el láser infrarrojo es convertido en verde, sino solo un 20%  y el resto se transforma en calor y también una parte de esa luz infrarroja sale del cristal junto con el verde, por eso se pone el filtro infrarrojo (IR).


Detalle parcial del interior de un puntero láser verde de 200mW. Se aprecia como el láser infrarrojo que es emitido desde el interior, es convertido en verde a la salida, al pasar por los cristales dopados. El filtro IR en la parte superior. (foto del autor)


A través de la lente IR superior, se puede apreciar el diminuto cristal verde que polariza el haz y lo convierte en luz verde a 532nm.  (foto del autor)

Para conseguir un láser verde potente se necesita un diodo láser infrarrojo muy potente ya que la efectividad del cristal es poca, y aparte del color verde tendremos un residuo de infrarrojo que no nos interesa.

Cuanto más malo es el cristal, mas infrarrojo tendremos en la salida. Es por eso que a corta distancia, un láser verde de 20mW enciende cerillas, ya que tiene 100mw de infrarrojo. Como hay una lente para colimar el haz verde, la luz infrarroja sale más abierta (divergente) por eso solo quema cerca de la abertura. La potencia real es la que te digan en verde (532nm).

El problema con los láseres de mala calidad, es que no cuentan con un filtro IR y debido a ello, la salida de luz en esos punteros sin el filtro IR hacen que se mezcle con la luz infrarroja.
Los problemas de que luz infrarroja se mezcle con los colores reales son:

1. Láseres de potencias falsas. Si compras un láser de 200mW de 532nm (verde) y 150mW de esos 200 son de luz infrarroja (808nm), entonces tendrás un láser que realmente sólo iluminará como 50mW puros de 532nm.
 
2. Debido a que el IR es invisible, cualquier rayo revotado puede dañar tu vista ya que no puedes ver la trayectoria de los haces luminosos, lo que provoca que sean extremadamente peligrosos. Además aunque usases gafas de protección para la vista, las gafas sólo protegen la longitud de onda visible del láser, ya sea 532nm en caso de los verdes, o 650nm en los rojos por ejemplo, por lo que la luz invisible de los infrarrojos pasaría sin problema a través de las gafas dañándote la vista irreparablemente.

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