Fuente láser
La longitud de onda y la coherencia determinan la calidad de la señal, el comportamiento del speckle y la distancia de medición útil. Por ello, los láseres HeNe y SWIR son adecuados para distintos tipos de superficies.
6 min de lecturaVibrometría láser Doppler – Tecnología
Fuentes láser para mediciones precisas de vibraciones
Introducción al mundo de los láseres y los vibrómetros
El tipo de fuente láser desempeña un papel decisivo en la medición precisa y sin contacto de vibraciones, especialmente en el desarrollo de modernos vibrómetros láser Doppler (LDV) para distintas aplicaciones. A continuación, analizaremos en detalle dos tipos de fuentes láser y sus aplicaciones en vibrometría.
Láser de helio-neón (HeNe): un clásico de la vibrometría
Las fuentes láser de helio-neón (fuentes láser HeNe) se utilizan desde hace muchos años en vibrómetros láser Doppler convencionales y, gracias a sus propiedades únicas, constituyen una herramienta muy útil para medir vibraciones sin contacto. Por sus características singulares y su versatilidad, el láser de helio-neón es una herramienta indispensable en vibrometría. Este láser de gas contiene una mezcla de helio y neón y emite luz roja con una longitud de onda de 632,8 nm.
Los láseres HeNe comerciales son dispositivos relativamente pequeños, con longitudes de cavidad normalmente comprendidas entre 15 y 50 cm, aunque en ocasiones alcanzan aproximadamente 1 metro para lograr las potencias más elevadas, y con potencias ópticas de salida de entre 0.5 y 50 mW. La longitud de onda exacta de los láseres He-Ne rojos en el vacío es de 632.991 nm y se refracta hasta aproximadamente 632.816 nm en el aire.
El haz emitido por los láseres HeNe es visible para el ojo humano y puede alinearse sin medios auxiliares. Su longitud de onda relativamente corta permite enfocar el haz láser con precisión en un punto de medición muy pequeño, lo que hace que el láser HeNe sea especialmente adecuado para medir microestructuras y detalles finos.
Los vibrómetros con láseres HeNe se utilizan habitualmente cuando el objeto de medición retrodispersa una señal suficiente, la superficie de medición presenta una reflectividad adecuada o se deben realizar mediciones a través del agua, ya que la luz con una longitud de onda de 633 nm penetra en el agua prácticamente sin obstáculos.
Láser infrarrojo: la solución versátil
Optomet utiliza la tecnología láser infrarroja de onda corta (SWIR) más avanzada y de última generación para garantizar la máxima calidad de señal en tareas de medición exigentes.
El láser SWIR emite luz invisible con una longitud de onda de 1.550 nm y una potencia de salida de hasta 10 mW. Esto equivale a diez veces la potencia de salida de un láser HeNe. En combinación con fotodetectores con una eficiencia superior al 98 %, se obtiene una relación señal-ruido (SNR) 20 dB mayor que la de los LDV HeNe convencionales.
A pesar de su mayor potencia, el láser SWIR cumple la clase de seguridad láser más alta, la clase 1, según la norma EN 60825-1 y, por tanto, es seguro para los ojos. El líquido ocular absorbe la luz infrarroja y protege así el ojo. El haz de medición invisible se posiciona mediante un láser piloto verde guiado coaxialmente (longitud de onda: aprox. 532 nm). La potencia del láser piloto está limitada a 1 mW, por lo que se clasifica en la clase de seguridad láser 2 según EN 60825-1. En consecuencia, el sistema completo de los vibrómetros Optomet-SWIR siempre está clasificado en la clase de seguridad láser 2.
En la actualidad, salvo en algunas aplicaciones que requieren las propiedades únicas de los láseres HeNe, los láseres SWIR son la opción óptima para la vibrometría láser Doppler, un ámbito en el que Optomet desempeña un papel líder. Gracias a la combinación de una mayor potencia de salida y fotodetectores más sensibles, los vibrómetros SWIR ofrecen una SNR más alta y, por tanto, resultan especialmente adecuados para tareas de medición exigentes en las que los vibrómetros con fuentes láser convencionales alcanzan sus límites.
Al poder medir incluso sobre superficies oscuras, rugosas, curvas o con baja reflectividad, los vibrómetros infrarrojos eliminan la necesidad de tratar previamente la superficie. Las mediciones de vibraciones a grandes distancias también son el ámbito indiscutible de los LDV SWIR, al igual que las mediciones en superficies incandescentes y tejidos biológicos. Su elevada estabilidad térmica y su larga vida útil ofrecen ventajas adicionales. Todas estas características también se aplican a la nueva serie SMART de Optomet.
Láser infrarrojo: versatilidad excepcional
Salvo en algunas aplicaciones que requieren las propiedades únicas de los láseres HeNe, hoy en día los láseres SWIR son la opción óptima para la vibrometría láser Doppler. Optomet ocupa una posición de liderazgo en el campo de la vibrometría SWIR. Gracias a la combinación de una mayor potencia de salida y fotodetectores más sensibles, los vibrómetros SWIR ofrecen una SNR más alta, por lo que resultan especialmente adecuados para tareas de medición exigentes en las que los vibrómetros con fuentes láser convencionales alcanzan sus límites. Incluso en superficies oscuras, rugosas, curvas o de cualquier otro tipo con baja reflectividad, el vibrómetro infrarrojo evita tener que acondicionar la superficie de medición. Asimismo, las mediciones de vibraciones a grandes distancias son el ámbito indiscutible de los LDV SWIR, al igual que las mediciones en superficies incandescentes y tejidos biológicos. Su elevada estabilidad térmica y su larga vida útil ofrecen ventajas adicionales. Todas estas características también se aplican a la nueva serie SMART de Optomet.
A pesar de su mayor potencia, el láser SWIR cuenta con la clase de seguridad láser más alta, la clase 1 según la norma EN 60825-1 y, por tanto, es seguro para los ojos. Los fluidos oculares absorben la luz infrarroja y protegen así el ojo. El haz de medición invisible se posiciona mediante un láser piloto verde guiado coaxialmente (longitud de onda: aprox. 532 nm). La potencia del láser piloto está limitada a 1 mW, por lo que se clasifica en la clase de seguridad láser 2 conforme a EN 60825-1. Por este motivo, los vibrómetros SWIR de Optomet siempre cuentan con la clase de seguridad láser 2 para el sistema completo.
Aplicaciones prácticas de los vibrómetros láser Doppler
Los vibrómetros láser Doppler (LDV) son herramientas indispensables en numerosos campos, entre ellos la ingeniería, la ciencia de materiales, la biología y la medicina. Permiten medir con precisión y sin contacto las oscilaciones y vibraciones en las superficies de distintos materiales y estructuras.
Desde el control de calidad en la fabricación hasta el análisis de tejidos biológicos, las posibilidades de aplicación de los LDV son prácticamente ilimitadas. Gracias a su capacidad para proporcionar datos de alta resolución en tiempo real, los LDV son una herramienta indispensable en la investigación, el desarrollo y el control de calidad.
El futuro de la vibrometría: innovaciones y avances
La vibrometría es un campo en constante evolución, impulsado por las innovaciones tecnológicas y los nuevos hallazgos científicos. Las continuas mejoras en las fuentes láser y las tecnologías LDV permiten realizar mediciones más precisas y abarcar una gama de aplicaciones aún más amplia.
Desde los láseres HeNe clásicos hasta los modernos láseres infrarrojos, la gama de vibrómetros es más diversa que nunca. En Optomet trabajamos constantemente para mejorar nuestros productos y servicios y ofrecer a nuestros clientes soluciones innovadoras para sus tareas de medición.