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Procesamiento de interferencia láser

Número Navegar:20     Autor:Editor del Sitio     publicar Tiempo: 2019-02-22      Origen:motorizado Su mensaje

 Introducción

  Los capítulos anteriores tratan principalmente sobre el procesamiento de materiales con un solo haz de láser (como en el taladrado, corte) o con múltiples haces de diferentes fuentes de láser (como en la conformación con láser). Los nuevos métodos de procesamiento de material pueden serdesarrollado en base a los patrones de interferencia producidos por la superposición de dos o más rayos láser. Históricamente, los fenómenos de interferencia han sido los medios para establecer la naturaleza ondulatoria de la luz y han encontrado importantes prácticas prácticas.Aplicaciones en espectroscopia y metrología (Born and Wolf 1980). Recientemente, los fenómenos de interferencia se han utilizado para el procesamiento superficial de materiales en una amplia gama de aplicaciones tales como micromaquinado y biomédica.aplicaciones El procesamiento de interferencia con láser es una técnica relativamente nueva que encuentra una mayor utilización en las áreas de procesamiento de materiales de superficie extendida. Este capítulo discute brevemente la teoría y las aplicaciones deFenómenos de interferencia láser en el procesamiento superficial de materiales.

  Teoría de la interferencia

  Cuando un haz de luz divide un haz de luz en dos o más haces que se superponen posteriormente, la intensidad en la región de superposición muestra la variación única. La intensidad en la región de superposición.varía de un punto a otro entre los máximos (que exceden la suma de intensidades en los haces) y los mínimos (pueden ser cero). Esta superposición de dos o más haces se conoce como interferencia. Generalmente se obtienen patrones de interferencia.por la superposición de vigas que son coherentes entre sí. Los haces procedentes de diferentes fuentes son mutuamente incoherentes y generalmente no se observa interferencia en condiciones experimentales comunes. Sin embargo, si las dos vigasproceden de la misma fuente, las fluctuaciones en el haz están generalmente correlacionadas y se dice que los haces son total o parcialmente coherentes. La superposición de tales haces coherentes que se originan en la misma fuente da lugar apatrones de interferencia Hay dos métodos para obtener haces de una sola fuente: división del frente de onda y división de amplitud. En el primer método, una viga se divide por pasaje a través de

Procesamiento de interferencia láser (1)

Fig. 11.1 La disposición experimental básica para el procesamiento de interferencia láser de dos haces.

(Reimpreso de Daniel et al. 2003. Con permiso. Copyright Elsevier.)

Aberturas adyacentes. En el otro método, un haz se divide por superficies parcialmente reflectantes donde se refleja una parte de la luz y se transmite la otra parte (Born y Wolf, 1980). En la mayoría de los métodos de procesamiento de interferencia láser,Se utilizan dispositivos ópticos, como divisores de haz, que dividen un haz de luz en dos al reflejar parcialmente y transmitir un haz. En una disposición simplificada, un divisor de haz consta de dos prismas de vidrio triangular que se unenjuntos en la base utilizando resina adecuada. En otras disposiciones, las películas delgadas depositadas sobre superficies de vidrio que mejoran la reflectividad se pueden usar como divisores de haz. Un divisor de haz en un interferómetro divide un haz incidente en dosvigas

  La disposición experimental típica para el procesamiento de materiales utilizando la técnica de interferencia de dos haces se muestra en la Fig. 11.1. Los diversos elementos de esta disposición son la fuente de láser, el interferómetro y la superficie de imagen (Daniel et al.2003).

  La geometría de los patrones de interferencia formados por la superposición de dos o más haces coherentes y polarizados linealmente depende de la longitud de onda y el ángulo entre los haces.donde I es la intensidad de un rayo láser, I es la longitud de onda, q es el ángulo entre los haces y l es el período. La superposición de dos haces produce un patrón de interferencia con campo de luz espacialmente modulado con intensidadDistribución oscilante entre cero y 4I.

11.3 Interferometría para el procesamiento superficial de materiales 453

Procesamiento de interferencia láser (2)

  Fig. 11.2 Varias estructuras geométricas unidimensionales y bidimensionales posibles que pueden producirse por interferencia de tres haces

patrones de variación de ángulo e intensidad de los rayos láser (Reimpreso de Mücklich et al. 2006. Conpermiso. Copyright Hanser.)

  Se pueden obtener patrones periódicos bidimensionales y tridimensionales aumentando el número de vigas. La distribución de intensidad resultante de la superposición de cuatro haces está dada por (Kondo et al. 2001).

  La superposición de cuatro haces produce el patrón de interferencia con un campo de luz modulado bidimensional que oscila entre cero y 16I y una periodicidad igual a l 2 (Kaganovskii et al. 2006). Sin embargo, inferencia con múltiples haces.requiere una configuración óptica complicada y su ajuste preciso suele ser difícil.

  La figura 11.2 presenta el esquema de las posibles estructuras geométricas periódicas unidimensionales y bidimensionales producidas por patrones de interferencia de tres haces. Como se indica en la figura, la línea periódica o los patrones de puntos se pueden producir medianteInterferencia de los haces múltiples.

  Interferometría para el tratamiento de superficies de materiales.

  Como se mencionó anteriormente, los tres elementos importantes de la disposición de interferencia son el láser, el interferómetro y la superficie de imagen del material. En el contexto del procesamiento superficial de materiales, cada uno de estos elementos necesitaSe le debe prestar mucha atención durante el diseño del interferómetro.

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