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1 Laser de rayos X Leonel Diaz Eliosa Física de láseres 09/08/2017 Elementos básicos de un láser 2 MEDIO ACTIVO MÉTODO DE BOMBEO CAVIDAD RESONANTE EXTRACCIÓN PARCIAL DE LA LUZ Física de láseres 09/08/2017 ¿Cómo funciona? 3 Un láser de luz visible está constituido por un medio amplificador de luz, por lo general de forma cilíndrica o alargada, ubicado dentro de una cavidad resonante formada por dos o más espejos alineados a lo largo de un eje preferencial. Física de láseres 09/08/2017 4 Dado a que aún no ha sido posible fabricar espejos con eficiencia suficiente como para poder reflejar rayos X, los láseres de estos carecen de cavidades resonantes y funcionan mediante el proceso llamado de amplificación de emisión espontánea (o ASE, acrónimo del inglés amplified spontaneous emission). Física de láseres 09/08/2017 5 Para describir con mayor precisión un láser de rayos X, habría que decir que su medio activo esta constituido por un plasma altamente ionizado (un gas formado por electrones libres e iones con carga positiva), compuesto por abundantes cargas positivas y negativas, con gran energía. El procedimiento más utilizado para generar el plasma es irradiar mediante un láser de bombeo En un medio gaseoso, la energía de la descarga proviene de un capacitor (dispositivo capaz de almacenarla), que la entrega rápidamente al recipiente que contiene el medio activo. Física de láseres 09/08/2017 Tubos convencionales de rayos X 6 Disponen de un generador de alta tensión de 50 kV se suministran como diferencia de potencial (alto voltaje) entre un filamento incandescente (por el que se hace pasar una corriente i de bajo voltaje, unos 5 A a unos 12 V) y un metal puro (normalmente cobre o molibdeno), estableciéndose entre ambos una corriente de unos 30 mA de electrones libres. Desde el filamento incandescente (cargado negativamente) saltan electrones hacia el ánodo (cargado positivamente) provocando, en los átomos de este último, una reorganización electrónica en niveles de energía. Física sus de láseres 09/08/2017 Rayos X 7 Hace algo más de un siglo, en 1895 Wilhelm Konrad Röntgen, científico alemán, descubrió una radiación, desconocida hasta entonces y que denominó rayos X, capaz de penetrar en los cuerpos opacos. Física de láseres 09/08/2017 ¿Qué son? 8 Los rayos X son invisibles a nuestros ojos, pero producen imágenes visibles cuando usamos placas fotográficas o detectores especiales para ello. Física de láseres 09/08/2017 9 Los rayos X son radiaciones electromagnéticas, como lo es la luz visible, y lo único que los distingue de las demás radiaciones es su longitud de onda, del orden de 10-10 m. Las aplicaciones de los rayos X en el campo de la Medicina son de todos conocidas, radiografías, tomografías, etc., pero su uso también se ha extendido a otras áreas como la detección de microfracturas en metales o en el análisis de obras de arte. Física de láseres 09/08/2017 El Láser de Rayos X en Investigación : 10 En experimentos de laboratorio, se han logrado pulsos láser de longitudes de onda de : 1-30 [nm]. Para excitar el láser de rayos X se utilizan como fuente de energía láseres de pulsos de alta potencia. Cada pulso tiene una potencia de pico de más de Terawatios (10 12 [W]), y dura menos de un nanosegundo 10-9 [seg]). Física de láseres 09/08/2017 Conclusiones 11 Los láseres de rayos X como toda luz "iluminan" y "dejan ver", sólo que de forma distinta a como se ve con los ojos. Se puede encontrar emisión láser en casi todo estado de la materia y un gran número de elementos (a la fecha 78 elementos) Las aplicaciones son tan variadas como las actividades modernas. Aún quedan muchos problemas por resolver Física de láseres 09/08/2017 12 Gracias Referencias: http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalog rafia/parte_02.html http://www.cienciahoy.org.ar/hoy33 /laser02.htm Física de láseres 09/08/2017