PRACTICA: Alarma & Laser

UNIVERSIDAD TECNOLOGIO NACIONAL DE MEXICO[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TUXTLA GUTIERREZ, CHIAPAS

PROGRAMA EDUCATIVO

INGENIERIA ELECTRONICA

DOCENTE

M.C OSCAR EMMANUEL AGUILAR VERA

PRACTICA:

Alarma & Laser

ESTUDIANTES

DOMINGUEZ REYES JOSE ANGEL

GOMEZ GOMEZ ULIVARI ALEXANDER

LOPEZ HERRERA LUIS DANIEL

OCAÑA SANCHEZ RODRIGO ANDRES

SANTIAGO SOLORZANO SERGIO ALEXANDER

TUXTLA, CHIAPAS.   20 DE MAYO DE 2019

INDICE

Introducción…………………………………………………………………………………….....1

Objetivo general…………………………………………………………………………………..2

Objetivos específicos……………………………………………………………………………..2

Marco Teórico……………………………………………………………………………………..3

Circuito alarma………………………………………………………………………………..….14

Materiales………………………………………………………………………..…………..…...15

Funcionamiento………………………………………………………….………………………16

Circuito Amplificación del Laser…...………………………………………………………..….17

Materiales………………………………………………………………………..…………..…...18

Funcionamiento………………………………………………………….………………………19

Conclusión……………………………………………………………………………..…………21

Anexos……………………………………………………………………………….…………..22

Bibliografía………………………………………………………………………………………23

INTRODUCCION

El presente trabajo se plantea sobre el uso de los laser, como funciona y las aplicaciones que se le pueden dar a los láseres.

Respectivamente se le dará dos aplicaciones propias.

 La primera aplicación será una alarma o sensor de movimiento, que su uso consistirá en detectar que cuando algo pase sobre el láser, este sea capaz de lanzar una señal de alerta mediante un buzzer e intentar hacer diferentes pruebas más.

La segunda aplicación será amplificar un láser, para revisar su comportamiento y comprobar si es capaz que su potencia llegue a causar fuego a diferentes materiales, cortar cosas o corromper objetos.

Las aplicaciones que hemos mencionados estarán hechas de materiales que sean posibles de reutilizar, en caso contrario se buscarán opciones.

También se darán conceptos de cada material que usemos, los diseños que hagamos y sus resultados. Se intentará explicar de manera resumida y entendible para quien desee consulte en un futuro nuestras prácticas, dividiéndolo en partes ya dadas en el índice.

Objetivo general.

Analizar, diseñar y construir con los conocimientos adquiridos, 2 aplicaciones del láser, dando una conclusión de los resultados obtenidos.

Objetivos específicos.

• Estudiar y dar conjeturas de lo aprendido

• Aprender a diseñar aplicaciones con los láseres

• Dar soluciones a posibles problemas

• Comprobar funcionamiento de las aplicaciones hechas.

MARCO TEORICO

¿Qué es un láser?

El láser es la abreviatura del inglés Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, que en español significa Luz amplificada por emisión estimulada por radiación y es un dispositivo que emite una luz superponte.

 Su funcionamiento se basa en que La luz que se emite desde ella se irradia de forma aleatoria y un azar de átomos. Es decir, los átomos irradian una gran cantidad de fotones que se dispersan en toda dirección, mientras que el láser, los concentra y los coloca en una dirección. Hay varias formas distintas en que los fotones pueden interactuar con la materia:

1.- Absorción:

La absorción de un fotón en un átomo esta dado, como lo opuesto temporal del proceso de emisión. Dado que las interacciones electromagnéticas son simétricas bajo inversión temporal, esperamos que la probabilidad sea la misma para ambos procesos.

2.-Emision espontanea:

Se da representada cuando el electrón pasa de un nivel de energía elevado a uno de nivel inferior espontáneamente.

3.-Emision estimulada: Cuando el electrón se tiene en un nivel inferior de igual a la diferencia del nivel de energía superior esta se puede estimular su desplazo a estos niveles de energía, ocasionando que se tenga un electrón idéntico al que se ha introducido, a esto se le llama emisión estimulada.

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¿Cuáles son los tipos de laser?

Laser Gaseoso:

 Este tipo de láser se caracteriza por tener como medio activación un gas con el conjunto idóneo de niveles de energía. La estructura del nivel de energía de un gas de baja densidad se aproxima a la de un átomo aislado con transiciones entre niveles individuales. El medio está cerrado en un tubo cilíndrico sellado en cada extremo por un espejo para formar una cavidad óptica. Para su funcionamiento se lleva a cabo por medio de una descarga eléctrica que se hace pasar a través del gas.

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Laser de estado sólido:

Para su funcionamiento es necesario una varilla ó una plancha sólida de aislante cristalino ligeramente impurificado. Es el constituyente impurificado lo que proporciona la estructura energética requerida para producir el efecto láser. La red cristalina actúa especialmente como material estando en él, aunque también modifica la estructura energética global.  

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Laser semiconductor:

El láser semiconductor esta hecho de materiales semiconductores ya sean pn densamente dopadas para crear un efecto laser que están unidos a este material, En dicha unión los pares electrón huecos representan los estados excitados y la emisión de fotones se debe a la recombinación de estos pares. En estos materiales, el efecto láser no ocurre por transiciones entre niveles de energía atómicos o de sistemas moleculares, sino que, por el contrario, se ha de considerar la estructura de bandas de energía del cristal como un todo.

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Diodo laser

El diodo laser es similar a un LED como se explicó en el párrafo anterior está constituido constituidos de 2 materiales P-N a diferencia de otros tipos de emisores de luz, está siempre tendrá la misma frecuencia y su funcionamiento se basa en el principio de la amplificación estimulada por radiación (Laser).

Construcción de un diodo laser

El diodo laser se compone de las siguientes partes

• Contacto de metal
• Material de tipo P
• Región activa/intrínseca (Material de tipo N)
• Material de tipo N
• Contacto de metal

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Empaquetado de un diodo laser

Los tamaños miniaturizados de los láseres de diodo, requieren de un empaquetado especial que permita usarlos cómodamente.[pic 15]

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Homoestructuras:

Los primeros láseres de semiconductor constaban simplemente de un homo unión u homo estructura, es decir, en ellos la unión láser se formaba con las regiones del tipo p y n del mismo material (normalmente GaAs). A esta unión láser se fijaban dos láminas paralelas entre sí y perpendiculares a la unión, que reflejaba parte de la luz generada de forma que ésta volvía al semiconductor tenían una efectividad de índice de refracción del 33%.

Heteroestructura:

Estos tipos de láseres constaban de hetero uniones, si la capa de semiconductor donde se produce la inversión se sitúa entre dos capas de otro material semiconductor con mayor gap de energías, los portadores inyectados y los fotones emitidos queda confinados por completo dentro de la capa activa. El hecho de que los portadores queden confinados de debe simplemente a las barreras de potencial que existen en las interfaces con el material de mayor gap. El confinamiento de la luz se debe a que la capa activa tiene un mayor índice de refacción que las capas del semiconductor de mayor gap y por lo tanto, se forma una guía de ondas. Esta estructura de multicapas pude complicarse muchísimo con el objeto de mejorar las características de operación del láser, pero, en general, se trata de crear una guía, de ondas para la luz y reducir el tamaño de la capa activa.

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