Desenvolvimento de um sistema de troca automática do nozzle de ...
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Capítulo II – Tecnologia <strong>de</strong> corte por laser<br />
Lasers <strong>de</strong> dío<strong>do</strong>s<br />
Os lasers <strong>de</strong> dío<strong>do</strong>s são forma<strong>do</strong>s por materiais semicondutores e têm tamanhos<br />
reduzi<strong>do</strong>s, o que faz com que sejam muito utiliza<strong>do</strong>s na indústria das comunicações,<br />
electrónica e informática. Devi<strong>do</strong> ao facto <strong>de</strong> serem extremamente compactos, fáceis <strong>de</strong><br />
integrar, simples para produzir em massa, potentes, eficientes e principalmente por<br />
serem muito utiliza<strong>do</strong>s como fonte <strong>de</strong> bombeamento para outros lasers, começam a<br />
aparecer cada vez em maior número em <strong>sistema</strong>s <strong>de</strong> processamento <strong>de</strong> materiais.<br />
Como foi dito, os dío<strong>do</strong>s são forma<strong>do</strong>s por materiais semicondutores, tipicamente<br />
através da combinação <strong>de</strong> elementos pertencentes ao grupo III e IV da tabela periódica.<br />
Devi<strong>do</strong> a isto, os dío<strong>do</strong>s mais frequentes são constituí<strong>do</strong>s por ligas <strong>de</strong> GaAs, AlGaAs,<br />
InGaAs, InGaAsP, todas pertencentes aos grupos referi<strong>do</strong>s.<br />
O funcionamento <strong>de</strong>ste gera<strong>do</strong>r difere bastante <strong>do</strong> funcionamento típico <strong>do</strong>s lasers<br />
gasosos e sóli<strong>do</strong>s que foram apresenta<strong>do</strong>s anteriormente, pois baseia-se no princípio da<br />
radiação <strong>de</strong> recombinação. Os materiais semicondutores são forma<strong>do</strong>s por <strong>um</strong>a banda<br />
<strong>de</strong> valência e <strong>um</strong>a banda <strong>de</strong> condução. No esta<strong>do</strong> fundamental, a banda <strong>de</strong> valência<br />
encontra-se totalmente ocupada e a <strong>de</strong> condução livre, o que correspon<strong>de</strong> a <strong>um</strong> esta<strong>do</strong><br />
<strong>de</strong> energia Eg. À medida que a banda <strong>de</strong> valência é excitada, alguns electrões saltam<br />
para a banda <strong>de</strong> condução, sen<strong>do</strong> que os restantes que se encontram em zonas <strong>de</strong> maior<br />
energia da banda <strong>de</strong> valência se movem para as zonas com menor energia. Este processo<br />
<strong>de</strong>fine duas novas fronteiras, Efc e Efv, que se relacionam com Eg pela seguinte<br />
equação que traduz a condição crítica para a geração <strong>do</strong> laser: Efc – Efv> Eg. [9]<br />
Figura 2.14) Princípio <strong>de</strong> funcionamento <strong>de</strong> <strong>um</strong> laser <strong>de</strong> dío<strong>do</strong>s. [9]<br />
Um gera<strong>do</strong>r <strong>de</strong> dío<strong>do</strong>s consegue obter potências da or<strong>de</strong>m <strong>do</strong>s mW utilizan<strong>do</strong> <strong>um</strong>a área<br />
extremamente pequena <strong>de</strong> cerca <strong>de</strong> 1 X 1 micrómetro. Cada <strong>um</strong>a <strong>de</strong>stas áreas po<strong>de</strong> ser<br />
combinada <strong>de</strong> mo<strong>do</strong> a formar <strong>um</strong>a barra, que tipicamente apresenta <strong>um</strong> vol<strong>um</strong>e <strong>de</strong><br />
10000 X 1200 X 115 micrómetros. Estas barras vão compor a cavida<strong>de</strong> ressonante e são<br />
revestidas <strong>de</strong> forma a atingir as proprieda<strong>de</strong>s reflectoras <strong>de</strong>sejadas. Quanto maior o<br />
número <strong>de</strong> barras existentes n<strong>um</strong> gera<strong>do</strong>r <strong>de</strong> dío<strong>do</strong>s maior vai se a potência alcançada,<br />
pese embora a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> estas terem <strong>de</strong> ser ligadas a <strong>um</strong> dissipa<strong>do</strong>r <strong>de</strong> calor. A<br />
junção <strong>de</strong> várias barras <strong>de</strong>signa-se <strong>de</strong> pilha ou “stack”. Actualmente a Rofin Sinar<br />
produz gera<strong>do</strong>res muito compactos com potências superiores a 3 KW, que resultam da<br />
junção <strong>de</strong> duas pilhas com potências acima <strong>de</strong> 1,5 KW cada.<br />
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