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16 – Módulo láser

Objetivo

En este experimento, aprenderemos a utilizar el módulo láser.

Material

Imagen	Descripción
	Arduino Uno o equivalente.
	Cables de conexión
	Un módulo láser KY-008

Descripción

El módulo transmisor láser, 650 nm (rojo), emite un haz pequeño e intenso. Aunque este módulo es seguro para su proyecto, no mire directamente al rayo.

Advertencia: este láser de clase 3B puede causar lesiones oculares, evite exponerse al rayo.

Especificaciones:

• Voltaje de funcionamiento: 5 V
• Longitud de onda: 650 nm Color de la luz: roja
• Tamaño: 27 x 15 mm
• Tipo: Clase 3B

Qué es y cómo funciona un láser

Los componentes del láser

Un láser tiene tres partes básicas:

1. Una carga de átomos (un sólido, líquido o gas) con electrones a estimular alrededor del núcleo, como hemos visto. Esto se conoce como el medio láser o, a veces, el medio de amplificación o «ganancia» (porque “ganancia” es otra manera de referirse a la amplificación).
2. Una cosa con la que estimular los átomos, como un tubo de flash (como el flash de xenón en una cámara) u otro láser. Esto se denomina sistema de bombeo.
3. Una cavidad óptica o resonador.

Cómo funciona un láser

1. Un suministro eléctrico hace que una fuente de alimentación luminosa se encienda y apague intermitentemente.
2. Cada vez que la luz parpadea, «bombea» energía al medio láser. Los flashes hacen que se inyecte energía en el cristal de rubí en forma de fotones.
3. Los átomos en el medio absorben esta energía en un proceso llamado absorción. Los átomos absorben energía cuando sus electrones saltan a un nivel de energía más alto (círculos con cruz), como hemos visto anteriormente. Después de unos pocos milisegundos, los electrones vuelven a su nivel de energía original (estado fundamental) emitiendo un fotón de luz (flechas onduladas). Esto se llama emisión espontánea.
4. Los fotones emitidos por los átomos se acercan y alejan dentro del cristal de rubí, viajando a la velocidad de la luz.
5. En algunos momentos, uno de estos fotones estimula un átomo ya excitado. Cuando esto sucede, el átomo excitado emite un fotón y recuperamos también nuestro fotón original. Esto se llama emisión estimulada. En ese momento, un fotón de luz ha producido dos fotones de luz, así que esta se ha amplificado (aumentado en fuerza). En otras palabras, la «amplificación de luz» (un aumento en la cantidad de luz) ha sido causada por «emisión estimulada de radiación». De ahí el nombre “láser” (acrónimo inglés de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation «amplificación de luz por emisión estimulada de radiación»).
6. Un espejo en un extremo del tubo láser mantiene los fotones rebotando hacia adelante y hacia atrás dentro del cristal.
7. Un espejo parcial en el otro extremo del tubo hace rebotar algunos fotones en el cristal, pero deja escapar a algunos.
8. Los fotones que escapan forman un haz muy concentrado de luz láser muy potente, que es el que se usa, por ejemplo, para cortar un tubo metálico.

Pero todos estos procesos y componentes están dentro del pequeño encapsulado del módulo, por lo tanto la única cosa que nosotros veremos será el rayo de luz.

Montaje

En primer lugar haremos que el láser se encienda y se apague alternativamente, después un nuevo código nos permitirá variar la intensidad del láser.

Programación

Aquí tenéis dos programas muy sencillos para probar este sensor, que podéis descargar aquí: ARD_16a.ino, ARD_16b.ino

Código: ARD_16a

void setup ()
{
    pinMode (_9_, OUTPUT); // define el pin _9_ como salida digital
}

void loop ()
{
    digitalWrite (_9_, HIGH); // _activa el láser_
    delay (1000); // _espera 1 seg_
    digitalWrite (_9_, LOW); // _apaga el láser_
    delay (1000); // _espera 1 seg_
}

Código: ARD_16b

int laser = 0; //define la variable laser

void setup()
{
    pinMode(9,OUTPUT); //configura el pin 9 como salida
}

void loop()
{
    for (laser = 0; laser <= 255; laser += 1)
    {
        analogWrite(9,laser); //escribe en el pin 9 el valor de laser
        delay(5); //espera 5 milisegundos
    }
    for (laser = 255; laser >= 0; laser -= 1)
    {
        analogWrite(9,laser);
        delay(5);
    }
}

Conclusión

• Sabemos cómo funciona un láser y cómo está construido
• Hemos conocido el módulo láser (KY-008)
• Vemos que podemos regular la intensidad del rayo

Ver también

• README

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