Obturador no mecánico para láser

[Alvaro]

Hola, estaba pensando si existe algún tipo de obturador ultra-rápido no mecánico para láser. Es decir, un obturador compuesto de algún material (cristal líquido?) que pudiese accionarse eléctricamente y que permitiese conmutar el paso de un haz láser a velocidades ultra-rápidas (del órden de microsegundos o menos).

Aunque existiese comercialmente un dispositivo de este tipo, me interesaría conocer vuestra opinión sobre las distintas posibilidades científicas que existirían para construir tal dispositivo.

Gracias de antemano.

[asegade]

Algo como una celda de Kerr te puede servir:

http://en.wikipedia.org/wiki/Kerr_cell_shutter
una imagen esquemática:
http://www.star.le.ac.uk/~rw/courses/lect4313_fig57.jpg
Según dicen, llega a los nanosegundos su velocidad de operación.

Saludos

[Alvaro]

Gracias, efectivamente una célula Kerr podría cumplir dicho objetivo. Pero me pareció leer que, en función de las características del láser, éste mísmo podría cambiar también la polarización del líquido que se encuentra entre los 2 discos de polarizacion.

Sea como sea me voy estudiar mejor dicho tema.

Gracias de nuevo y un saludo.

[asegade]

Hola.

¿Qué vas a hacer con el obturador? ¿Qué tipo de láser piensas usar?

Saludos

[Alfon]

Hola, estaba pensando si existe algún tipo de obturador ultra-rápido no mecánico para láser. Es decir, un obturador compuesto de algún material (cristal líquido?) que pudiese accionarse eléctricamente y que permitiese conmutar el paso de un haz láser a velocidades ultra-rápidas (del órden de microsegundos o menos).

Aunque existiese comercialmente un dispositivo de este tipo, me interesaría conocer vuestra opinión sobre las distintas posibilidades científicas que existirían para construir tal dispositivo.

Gracias de antemano.

También existen el interruptor pasivo, o en inglés "passive Q-switch", consta de un absorvedor saturable, puedes ver más info en wiki http://en.wikipedia.org/wiki/Q-switching
Yo tuve la suerte de conseguir uno a menos de 40 dolares, para usarlo con un láser de ND:Yag, puedes ver las pruebas sin él y con él, tiempos con el osciloscopio, etc.. http://alfon.fansub.org/ndyag/ndyag.htm

Existen substancias muy comunes que tienen la propiedad de absorvedor saturable,, como por ejemplo el café, una celda cuadrada con café delante del láser y antes del reflector y ya obtendrás pulsos muy cortos,, lo malo es que tendrás que ir subsituyendo el café por que se pudre.

Saludos

[nahuelv]

Se me ocurre algo super caro, desarmar un proyector y usar la pantallita, en un labo de la facultad hacen eso pero de forma continua, no mas de 30 fps, no se hasta cuando se aguantara. Estaría bueno conseguir el cyanobiphernil del LCD

[Alvaro]

Hola a todos, gracias por vuestras respuestas.

@asegade:
En realidad no quería contruir nada concreto. Era más bien un experimento "conceptual".
Pero por querer, me gustaría construir un obturador ultrarápido que fuese 100% transparente en el estado OFF y 100% REFLECTANTE en el estado ON. Y utilizaría un laser de diodo (verde o rojo).
Es decir, un dispositivo que pudiese controlar (con tiempos de respuesta muy bajos) el paso o la reflexión total de un haz laser. Ese, digamos, sería lo que me gustaría construir.

@Alfon:
Reconozco que me he quedado sorprendido con la información que has facilitado y con tus experimentos. No conocía en absoluto la existencia ni el principio de ese tipo de interruptores opticos.
Aprovecho para preguntarte: ¿la celda que contiene "café" serviría para un laser de diodo? Dispongo únicamente (funcionando) de un laser verde de 100mW de los chinos y me gustaría probar. Si no, ¿existen interruptores como el tuyo pero para este tipo de lasers?

@nahuelv
Lo de cianobifernilo estaría bien, pero precísamente me pareció leer que el paso de un laser de ciertas características provocaba por si sólo efectos de polarización. Tal vez lo mejor sería probar con dispositivos ya montados y específicos para laseres de diodo (que son los que tengo).

Bueno, gracias por vuestras aportaciones.

[Alfon]

@Alfon:
Reconozco que me he quedado sorprendido con la información que has facilitado y con tus experimentos. No conocía en absoluto la existencia ni el principio de ese tipo de interruptores opticos.
Aprovecho para preguntarte: ¿la celda que contiene "café" serviría para un laser de diodo? Dispongo únicamente (funcionando) de un laser verde de 100mW de los chinos y me gustaría probar. Si no, ¿existen interruptores como el tuyo pero para este tipo de lasers?

Hola Alvaro y gente.
La celda de café no se que límite de absorción tiene,, habría que hacer pruebas, pero no sirve de mucho para aplicaciones de precisión,,, quiero decir que la tasa de repetición no la podrías controlar con precisión, solo variando algo la concentración de cafe y focalizando mejor o peor el láser.
Pero el tema de usar un interruptor Q-switch tanto pasivo como activo, suele ser para convertir un láser en continuo o con pulsos largos, en uno con pulsos ultracortos y de alta potencia.
El requisito indispensable para que te funcione es que esté entre los espejos resonadores de un láser,, por lo tanto en un diodo láser nunca funcionará,, únicamente te puede hacer pulsos muy cortos pero de la misma potencia, y al ser el tiempo tan corto pues casi no verías nada.

Si existen interruptores para este tipo de láser ? seguro,, pero no tendrán la propiedad que te he comentado. Existen los diodos láser modulados por TTL (creo ..) y junto con un juego de ópticas, espejos y servomotores pues puedes hacerte un proyector láser, mostrar imágenes, animaciones, etc... pero el láser debe tener unos cuantos watios para que a la velocidad de refresco pueda dar suficiente intensidad lumínica.

Sobre el experimento que quieres hacer,, recuerda que la potencia= energía / tiempo, ,, eso quiere decir que a menos tiempo de exposición para conseguir la misma potencia , deberás incrementar la energía ,,, por lo que se puede hacer algún cálculo para ver un obturador que te abra solo 1us , y ver que potencia obtendrías:

Ponemos el ejemplo de 0.1W , por simplificar diremos que son W/segundo, si le das al obturador 0.000001s nos queda 0.1*0.000001 = 0.0000001W que representan 100nW (nano watios), muy posiblemente no veríamos nada, no se el umbral de nuestros ojos.

Si necesitas pulsos muy cortos y suficiente potentes pues tienes que irte a algún láser con q-switch, o un láser de N2 a presión atmosférica, o un excimer,,( pero ya son cosas mayores, gafas de protección, solo en laboratorio, etc..),, en realidad estos lásers pueden emitir unos pocos mW, menos de 0.1W pero pueden tener tiempos de 1ns lo que representa potencias de pico de varios centenares de watios.

Espero que te hayamos aclarado tus dudas, y no es por desanimar con tu puntero, pero los láser son todo un mundo.

Saludos

[baldo]

aunque no tenga mucho que ver con el asunto, y por no abrir hilo nuevo, el caso es que me traje unos recuerdos de la chatarreria, unas placas con pinta de haber sido de un servidor, ¿de que si no?, ¿que seran?

1ª, placa de rack grande, dentro un modulo de luz, dos fibras (in y out), advertencia de laser 1550nm, 50mw, dentro 3 pasos a electronica, (2 peques de 3 pines y una mas grande con 14, sorprende que haya unos 5 0 10 m de fibra enrrollada, ¿un trafo?, por tramos unidas mediante tubos (3) metalicos. ¿los q-sich?

2ª otro rack mas grande con modulo mas grande, dentro similar trafo de fibra optica y otros 3 tubis metalicos. no tiempo para desguazar mas.

3ª una cajita aluminio azul, optica in out, y conector 300pines. receptor 9 pines, Dentro chip 40 pine y optica, a bucle 4 vueltas, tubito de plastico, y llega rectangular dorado que pone: 18Gbps intensiti modulator, 4 pines de corriente, uno pone RF. y sale.

4ª rectangulo hermetico, in out optico, y 2 coaxiales que pone RF y BIAS.

EDITADO:
estuve estudiando el asunto, la malloria deben ser equipos de amplificacion por fibra dopada con erbio, los tubis de inox me fije mejor y en un extremo suele haber dos, supongo que o son ladrones de señal, o uno lleba el bombeo para el erbio,

desmonte (rompi) el 4º cosa bonita de ver, simple, un cristal perfecto rectangular, metalizado en una cara, con unas pocas lineas labradas, simples como las de la panza de los ovnis, hay que usar microscopio, y se acabo, no hay mas.

[Alvaro]

Gracias Alfon por tu respuesta. Un par de comentarios al respecto:

@Alfon:
Ponemos el ejemplo de 0.1W , por simplificar diremos que son W/segundo, si le das al obturador 0.000001s nos queda 0.1*0.000001 = 0.0000001W que representan 100nW (nano watios), muy posiblemente no veríamos nada, no se el umbral de nuestros ojos.

Desde mi punto de vista, el problema de la visibilidad de los pulsos que comentas no sería su duración, si no su frencuencia (como tú bien dices, potencia = energia / tiempo): es decir, un pulso de 1 microsegundo y 100 nanoJulios como el que mencionas, y que se emitiese cada 4 microsegundos, aportaría 0.02 Julios por segundo (0.02W). Es decir, sería equivalente a un pulso continuo de la quinta parte de potencia que el original. Y dada la persistencia de visión humana, se apreciaría efectivamente de manera continua.

De cualquier modo el tema orginial ha evolucionado un poco:

Inicialmente me interesé por un hipotético obturador ultrarrápido no mecánico (que después maticé que debía ser 100% reflectante en su posición cerrada. A ese respecto, asegade mostró la pista de las células Kerr. Me parece una pista interesante ya que, si tuviese esas características, podrían combinarse varias de ellas junto con juegos de espejos y lentes para realizar "animaciones" con láseres.

A continuación has comentado el asunto de los interruptores pasivos. Me parece interesante su aplicación con fines de amplificación y generación de pulsos, aunque es una pena que no funcionen con láseres de diodo.

Finalmente, y como tú bien dices,

@Alfon:
y no es por desanimar con tu puntero, pero los láser son todo un mundo.

¡Y tanto que es un mundo! Un mundo al cual es dificil acceder disponiendo únicamente de un par de láseres de diodo de los chinos y 4 herramientas (también de los chinos). Pero bueno, al menos algún pequeño experimento y satisfacer la curiosidad se puede conseguir gracias a estos foros.

Saludos.

P.D.) Y en la línea de ejercicios "intelectuales", ahora mísmo voy a resucitar, con nuevos elementos, un tema que alguien publicó hace tiempo y que no tuvo mucha trascendencia pero que me parece interesante...