Los gases de resonador para corte láser son fundamentales para la generación del haz láser en determinadas tecnologías, como el láser de CO₂. A diferencia de los gases de asistencia que ayudan a expulsar el material fundido durante el corte, los gases del resonador forman parte activa del proceso de generación de energía láser dentro de la fuente de emisión o cavidad resonante.
Este tipo de gases determina la longitud de onda, la potencia del haz y la estabilidad del sistema láser. Por tanto, su composición, pureza y proporción son clave para garantizar un funcionamiento eficaz, estable y duradero del equipo.
¿Qué son los gases de resonador?
En los láseres de tipo CO₂, el haz se genera dentro de una cavidad óptica sellada o con flujo continuo, conocida como resonador. Para producir luz láser, se introduce una mezcla de gases que, al ser excitados mediante una descarga eléctrica, emiten radiación coherente en el espectro infrarrojo (longitud de onda de 10,6 µm).
Estos gases de resonador actúan como medio activo que amplifica la energía y genera el haz láser que luego será guiado hacia el cabezal para realizar el corte, grabado o marcado.
Gases más utilizados en resonadores láser
La mezcla típica de gases de resonador para láser de CO₂ incluye tres componentes principales:
1. Dióxido de carbono (CO₂)
Es el gas activo principal. Es el responsable directo de la emisión del haz láser al ser excitado eléctricamente.
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Función: genera la radiación láser.
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Proporción: suele representar entre el 10% y el 20% de la mezcla total.
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Importancia: determina la longitud de onda y la energía emitida.
2. Nitrógeno (N₂)
Actúa como gas de excitación, transfiriendo energía al CO₂ para que este emita luz láser de forma eficiente.
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Función: facilita la transferencia energética dentro del resonador.
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Proporción: suele estar presente en un 60% a 80%.
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Ventaja: mejora la eficiencia energética del sistema.
3. Helio (He)
El helio ayuda a enfriar la mezcla de gases y a mantener la estabilidad térmica de la cavidad.
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Función: estabiliza el láser y mejora la transmisión del haz.
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Proporción: entre el 10% y el 30%, dependiendo del diseño del láser.
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Ventaja: aumenta la duración y calidad del funcionamiento continuo.
Tipos de sistemas de resonador
Los sistemas láser que utilizan gases de resonador pueden clasificarse en dos grupos:
1. Resonadores sellados
La mezcla de gases se encuentra confinada en una cavidad hermética. No requiere reposición constante, pero con el tiempo puede perder eficacia.
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Ventajas: bajo mantenimiento inicial, ideal para equipos compactos.
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Limitaciones: menor vida útil del gas, potencia limitada.
2. Resonadores con flujo continuo
Los gases se suministran de forma constante durante la operación del láser. Usados en máquinas industriales de alta potencia.
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Ventajas: mayor rendimiento, ideal para trabajos continuos.
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Limitaciones: requiere gestión activa del suministro de gas.
¿Por qué es importante la pureza del gas?
La pureza de los gases de resonador es crítica para asegurar:
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Estabilidad del haz láser
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Evitar contaminación interna del sistema
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Reducir desgaste de los componentes ópticos
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Mejorar la calidad del corte o grabado
Gases de baja calidad o mal regulados pueden provocar inestabilidad del haz, pérdida de potencia y fallos prematuros del sistema.
Los gases de resonador para corte láser son esenciales en la generación del haz láser, especialmente en tecnologías como el láser de CO₂. Compuestos por dióxido de carbono, nitrógeno y helio en proporciones específicas, estos gases permiten obtener una fuente láser estable, eficiente y duradera.
Su correcta elección, pureza y gestión son fundamentales para mantener el rendimiento del sistema y garantizar la calidad en aplicaciones industriales exigentes. En resumen, el láser comienza a funcionar mucho antes de llegar al cabezal… y todo empieza con los gases del resonador.
