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Desarrollan un láser de femtosegundos de 400 W de potencia

Ingenieros alemanes dan un gran impulso al procesamiento de materiales


Ingenieros alemanes han desarrollado, después de 10 años de trabajo, un láser de femtosegundos de 400W de potencia, abriendo así nuevas perspectivas al procesamiento de materiales. Los denominados láseres de picosegundo o de femtosegundo emiten luz con tiempos extremadamente cortos, de modo que logran potencias muy altas con una precisión alrededor de varios micrómetros. Después de este descubrimiento, la tecnología de fs-láser podría convertirse en una opción de uso masivo en el ámbito industrial, teniendo en cuenta que aporta interesantes ventajas en procesos que necesitan mucha precisión. Por Pablo Javier Piacente.




Nuevo dispositivo para láseres de femtosegundos. Foto: Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT .
Nuevo dispositivo para láseres de femtosegundos. Foto: Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT .
Al haber logrado 400 W de potencia en láseres de femtosegundos destinados al procesamiento de materiales, una investigación llevada a cabo por ingenieros y científicos del Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT de Alemania parece haber concretado un importante avance en la materia. Vale recordar que en la producción actual la media ronda los 100 W.

Los denominados láseres de picosegundo o de femtosegundo emiten luz con tiempos extremadamente cortos, de modo que logran potencias muy altas con una precisión alrededor de varios micrómetros.

Los láseres de femtosegundos son ampliamente requeridos en todo tipo de procesos que necesiten una elevada precisión, como por ejemplo en la eliminación de estructuras muy pequeñas o en el trabajo con superficies muy sutiles o delicadas. Esto incluye a la tecnología aeroespacial, energética o electrónica, por ejemplo. Un mayor desarrollo de los láseres fs posibilitaría una mayor ductilidad en las aplicaciones a pequeña escala, tan importantes para la ingeniería actual.

Estos láseres con pulsos de duración de menos de un picosegundo han experimentado un fuerte desarrollo desde su surgimiento hace 35 años. Quizás una de las ventajas más importantes que conllevan es que la interacción de la radiación de los láseres de femtosegundos con el material es mucho más corta que en otras opciones, lo que permite una mayor precisión en las actividades.

La mencionada característica operativa facilita que el impacto de la radiación láser, y por consiguiente el procesamiento del material, sean más efectivos y certeros. Esto permite lograr resultados en el procesamiento de materiales que no pueden ser igualados o superados por ningún otro método o técnica desarrollada hasta el momento.

Los problemas que limitan su crecimiento

Por otro lado, hay algunos puntos que también limitan un mayor desarrollo o uso masivo de este tipo de láseres. En principio, la potencia de salida media de los láseres comerciales de este tipo es muy escasa, lo que se suma a la complejidad de su diseño y producción y al alto precio que insumen. Estos factores son los inconvenientes mayores para su difusión a gran escala.

La investigación del Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT de Alemania, en el marco del Proyecto Lasertron y con la financiación del Ministerio alemán de Educación e Investigación, permitió concretar una producción media de más de 400 vatios en este tipo de láseres de femtosegundos, siempre con pulsos de duración de menos de un picosegundo. Así se puede leer en un comunicado de prensa del instituto alemán.

Este logro se concretó luego de más de 10 años de trabajo e investigación de nuevas tecnologías en la institución mencionada, que podrán servir de base para el desarrollo de próximos nano-sistemas láser con fuerte aplicación en la industria. El desarrollo aporta además una mayor simpleza en cuanto a los dispositivos necesarios, obteniendo un diseño funcional y buenas condiciones de mantenimiento en los equipos a utilizar.

Como si esto fuera poco, los nuevos dispositivos permiten llegar a un pulso de energía por debajo de un milijoule (mJ), una medida que se emplea para cuantificar los niveles energéticos en determinados procesos, como por ejemplo en aquellos en los cuales se utiliza radiación UVB. Estas características de las nuevas técnicas empleadas facilitan la simplificación de los sistemas de láseres de femtosegundos, además de permitir abaratar los costos y propiciar así un uso generalizado de los mismos en la industria, algo realmente muy útil sobretodo para las microempresas de procesamiento de materiales.

Innovaciones de fuerte aplicación industrial

El láser creado en el Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT combina varias innovaciones, como por ejemplo la posibilidad de contar con osciladores con una potencia de salida de 1-2 vatios, que se pueden amplificar hasta 400 vatios a través de un único amplificador por etapa.

Al mismo tiempo, los especialistas destacan la duración del pulso alcanzada, que alcanza diferentes características técnicas que, en conjunto, propician un manejo más simple y provechoso de los dispositivos. Estas condiciones permiten evitar diferentes problemas que pueden suscitarse al emplear otro tipo de técnicas.

En consecuencia, puede decirse que los procesos industriales que se ven beneficiados con el uso de dispositivos de láseres de femtosegundos podrán ganar en economía y tiempo, algo que lógicamente significará a su vez una producción mayor y de mejor calidad. Un avance que certifica nuevamente que la investigación y el desarrollo tecnológico deben ir de la mano.

Por supuesto, esta nueva tecnología aún no ha tocado su techo. Es que los especialistas alemanes ya piensan en nuevos desarrollos capaces de ampliar los beneficios de estos dispositivos para láseres de femtosegundos, con el propósito de llegar a superar los 1.000 vatios. Por lo pronto, la innovación será presentada en el marco de la feria Láser World Of Photonics 2009, que se desarrollará entre el 15 y el 18 de junio próximos en Munich, Alemania.


Martes, 26 de Mayo 2009
Pablo Javier Piacente
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