Desenvolvimento de um sistema de troca automática do nozzle de ...

Capítulo II – Tecnologia de corte por laser
Lasers de díodos
Os lasers de díodos são formados por materiais semicondutores e têm tamanhos
reduzidos, o que faz com que sejam muito utilizados na indústria das comunicações,
electrónica e informática. Devido ao facto de serem extremamente compactos, fáceis de
integrar, simples para produzir em massa, potentes, eficientes e principalmente por
serem muito utilizados como fonte de bombeamento para outros lasers, começam a
aparecer cada vez em maior número em sistemas de processamento de materiais.
Como foi dito, os díodos são formados por materiais semicondutores, tipicamente
através da combinação de elementos pertencentes ao grupo III e IV da tabela periódica.
Devido a isto, os díodos mais frequentes são constituídos por ligas de GaAs, AlGaAs,
InGaAs, InGaAsP, todas pertencentes aos grupos referidos.
O funcionamento deste gerador difere bastante do funcionamento típico dos lasers
gasosos e sólidos que foram apresentados anteriormente, pois baseia-se no princípio da
radiação de recombinação. Os materiais semicondutores são formados por uma banda
de valência e uma banda de condução. No estado fundamental, a banda de valência
encontra-se totalmente ocupada e a de condução livre, o que corresponde a um estado
de energia Eg. À medida que a banda de valência é excitada, alguns electrões saltam
para a banda de condução, sendo que os restantes que se encontram em zonas de maior
energia da banda de valência se movem para as zonas com menor energia. Este processo
define duas novas fronteiras, Efc e Efv, que se relacionam com Eg pela seguinte
equação que traduz a condição crítica para a geração do laser: Efc – Efv> Eg. [9]
Figura 2.14) Princípio de funcionamento de um laser de díodos. [9]
Um gerador de díodos consegue obter potências da ordem dos mW utilizando uma área
extremamente pequena de cerca de 1 X 1 micrómetro. Cada uma destas áreas pode ser
combinada de modo a formar uma barra, que tipicamente apresenta um volume de
10000 X 1200 X 115 micrómetros. Estas barras vão compor a cavidade ressonante e são
revestidas de forma a atingir as propriedades reflectoras desejadas. Quanto maior o
número de barras existentes num gerador de díodos maior vai se a potência alcançada,
pese embora a necessidade de estas terem de ser ligadas a um dissipador de calor. A
junção de várias barras designa-se de pilha ou “stack”. Actualmente a Rofin Sinar
produz geradores muito compactos com potências superiores a 3 KW, que resultam da
junção de duas pilhas com potências acima de 1,5 KW cada.
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