Fuentes láser para mediciones precisas de las vibraciones

Introducción al mundo del láser y los vibrómetros

El tipo de fuente láser desempeña un papel crucial en la medición precisa de vibraciones sin contacto, especialmente en el desarrollo de vibrómetros láser Doppler (LDV) avanzados para diversas aplicaciones. A continuación, examinaremos más de cerca dos tipos de fuentes láser y analizaremos sus aplicaciones en vibrometría.

Láser de helio-neón (HeNe): el clásico en vibrometría

 

Las fuentes láser de helio-neón (fuentes láser HeNe) se utilizan desde hace muchos años en los vibrómetros láser Doppler convencionales y, gracias a sus propiedades únicas, son una herramienta útil para la medición de vibraciones sin contacto. El láser de helio-neón es una herramienta indispensable en vibrometría gracias a sus propiedades únicas y a su versatilidad. El láser de gas consiste en una mezcla gaseosa de helio y neón y emite luz roja con una longitud de onda de 632,8 nm.

Los láseres de HeNe comerciales son dispositivos relativamente pequeños, con longitudes de cavidad que suelen oscilar entre 15 y 50 cm, aunque a veces llegan hasta 1 metro para alcanzar las potencias más altas, y potencias ópticas de salida 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 unos 632,816 nm en el aire.

El haz emitido por los láseres HeNe es visible para el ojo humano y puede alinearse sin ayuda. Su longitud de onda comparativamente corta permite enfocar el haz láser con precisión en un punto de medición muy pequeño, lo que hace que el láser de HeNe sea especialmente adecuado para medir microestructuras y detalles finos. Los vibrómetros con láser de HeNe se utilizan habitualmente si el objeto de medición devuelve una señal suficiente, la superficie de medición tiene suficiente reflectividad o las mediciones deben realizarse a través del agua, ya que la luz con una longitud de onda de 633 nm penetra en el agua casi sin obstáculos.

Representación de un rayo láser rojo enfocado que atraviesa un tubo de vidrio. El haz láser se estrecha en el centro del tubo antes de volver a extenderse. La escena pone de relieve la precisión y el enfoque del haz de luz en las aplicaciones ópticas.
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Láser infrarrojo: el todoterreno

 

Optomet confía en la última y más avanzada tecnología de láser infrarrojo de longitud de onda corta (SWIR) para obtener la mejor calidad de señal en tareas de medición exigentes.

El láser SWIR utilizado emite luz invisible a una longitud de onda de 1.550 nm con una potencia de salida de hasta 10 mW. Esto supone una potencia de salida diez veces superior a la de un láser HeNe. En combinación con fotodetectores con una eficiencia superior al 98%, se obtiene una relación señal-ruido (SNR) 20 dB superior a la de los LDV HeNe convencionales.

 

A pesar de la mayor potencia del láser, el láser SWIR tiene la máxima clase de protección láser 1 según la norma EN 60825-1 y, por tanto, es seguro para los ojos. El líquido del ojo 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 protección láser 2 según la norma EN 60825-1. Por lo tanto, los vibrómetros Optomet SWIR siempre tienen la clase de protección láser 2 para el sistema completo.

Das Bild zeigt den Nova Infrarot Laser Vibrometer aus der Nova-Serie, ein hochpräzises und vielseitiges Messgerät für dunkle Oberflächen, biologisches Gewebe und große Entfernungen. Das Gerät ist komplett in blau.

 

Hoy en día, aparte de algunas aplicaciones en las que se requieren las propiedades únicas de los láseres HeNe, los láseres SWIR son la elección óptima para la vibrometría láser Doppler y Optmet asume el papel de líder en vibrometría SWIR. Gracias a la combinación de una mayor potencia de salida y fotodetectores más sensibles, los vibrómetros SWIR ofrecen una mayor SNR y, por tanto, son 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 con baja reflectividad, el vibrómetro de infrarrojos elimina la necesidad de tratar la superficie de medición. Las mediciones de vibraciones a larga distancia son también el dominio indiscutible de los LDV SWIR, así como las mediciones en superficies brillantes y en tejidos biológicos. La estabilidad a altas temperaturas y una larga vida útil ofrecen ventajas adicionales. Todas estas características también se aplican a la nueva serie SMART de Optomet.

 

Aplicaciones prácticas: Vibrómetros láser Doppler

 

Los vibrómetros láser Doppler (LDV) son herramientas indispensables en muchos campos, como la ingeniería, la ciencia de materiales, la biología, la medicina y muchos más. Permiten realizar mediciones precisas y sin contacto de oscilaciones y vibraciones en superficies de diversos materiales y estructuras.

Desde el control de calidad en la fabricación hasta el examen de tejidos biológicos, las aplicaciones de los LDV son casi 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.

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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 de la investigación. Las continuas mejoras de las fuentes láser y las tecnologías de LDV permiten realizar mediciones más precisas y ampliar aún más la gama de aplicaciones.

Desde los clásicos láseres HeNe hasta los modernos láseres infrarrojos, la oferta de vibrómetros es más variada que nunca. En Optomet, trabajamos constantemente para mejorar nuestros productos y servicios y ofrecer a nuestros clientes soluciones innovadoras para sus tareas de medición.

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