A Les le gustan los láseres, y le gustan bastante más grandes que a la mayoría. Su proyecto actual es un láser Nd:YAG de bombeo por flash, es decir, de granate de itrio y aluminio dopado con neodimio, pensado para remoción de tatuajes. Como casi todos los de su tipo, el cristal YAG en el corazón del equipo tiene un tono púrpura rosado. Así que cuando encontró a la venta una barra YAG amarilla con un dopaje distinto que prometía pulsos más potentes, la compró de inmediato.
¿Qué hace el cerio dentro del cristal?
El vendedor declaraba un aumento de eficiencia de entre 30% y 50% para esta barra amarilla, atribuido al dopaje con cerio. Técnicamente sigue siendo un Nd:YAG, aunque puede etiquetarse como Nd:Ce:YAG para mayor claridad.
La ganancia tiene una explicación física concreta. La lámpara de destello emite en un espectro mucho más ancho que la delgada línea de absorción de los iones de neodimio, así que buena parte de esa energía simplemente se pierde como calor. El átomo de cerio captura esa energía sobrante y se la entrega por fluorescencia a los átomos de neodimio, que son los que efectivamente producen la emisión láser. En otras palabras, el cerio funciona como un traductor entre lo que la lámpara emite y lo que el cristal puede aprovechar.
Les menciona además un artículo científico que reporta que estos cristales pueden emitir con eficiencia razonable usando solo luz solar como bombeo, aunque no llegó a probarlo.
¿Cuánto mejoró en la práctica?
Acá está el resultado que importa, medido sobre el mismo montaje y cambiando únicamente la barra:
| Configuración | Energía por pulso |
|---|---|
| Barra Nd:YAG original | 72,8 mJ |
| Barra Nd:Ce:YAG amarilla | 153 mJ |
La mejora es de 80,2 milijoules, un aumento del 110%, más del doble de la salida original y muy por encima del 30% a 50% que esperaba. Su propia explicación para ese exceso es honesta y probablemente correcta: la barra vieja está, precisamente, vieja.
Los recubrimientos ópticos se degradan con el tiempo y la luz ultravioleta de las lámparas de destello también daña el cristal. Y ahí aparece otro beneficio del cerio, que según el propio Les actúa como bloqueador solar para la barra: absorbe el ultravioleta que de otro modo iría degradando el material. El resultado es un componente que dura más y rinde mejor al mismo tiempo, lo que vuelve al cambio una decisión bastante obvia.
Contexto para quien quiera replicarlo
Conviene tener presente la escala real de lo que se está manipulando. Un Nd:YAG emite en 1.064 nanómetros, en el infrarrojo cercano, lo que significa que el haz es completamente invisible al ojo humano y aun así la córnea lo transmite hasta la retina. A 153 milijoules por pulso, este equipo está lejos de los punteros de escritorio: pertenece a la categoría de láser clase 4, la que puede provocar daño ocular permanente por reflexión difusa, sin necesidad de mirar el haz directo.
La otra advertencia es eléctrica. Un láser de bombeo por flash almacena la energía en un banco de condensadores que trabaja a cientos o miles de volts y que conserva carga después de apagar el equipo. En este tipo de proyectos, la parte peligrosa casi nunca es la óptica.
Ya habíamos visto trabajos con láser de Les, como esta fuente de poder para láser de diodo, y también cubrimos su láser de remoción de tatuajes cuando recién empezaba a construirlo, además de proyectos menos luminosos como su equipo automatizado para hacer crecer cristales.
