Estudio del comportamiento para mecanizado mediante láser ultracorto en combinación con lentes de gradiente acústico sintonizable

Abstract

Este Trabajo de Fin de Máster está dirigido al estudio y análisis del comportamiento de la combinación de un láser ultracorto con una lente especial llamada Lente de Gra- diente Acústico Sintonizable (o por sus siglas en inglés, TAG Lens ). Con este dispositivo se han
desarrollado aplicaciones sobre todo para campos como el de la imaginología, microscopía,
etc., pero menos para el proceso de materiales en fabricación, concretamente en el
micromecanizado.

Las aplicaciones del láser en fabricación de células solares, sistemas electrónicos, productos médicos y en las industrias de la automoción y aeronáutica van a ser las conductoras de la investigación e innovación técnica en procesado láser, y en concreto se centran en las
aplicaciones del micromecanizado.

Además, la importancia de las nuevas tecnologías desarrolladas en el campo de la óptica láser
como las TAG Lens, abren el abanico de posibilidades para desarrollar más aplicaciones de
micromecanizado, en concreto el micromecanizado 3D, de ahí la importancia del estudio del
comportamiento de estos nuevos dispositivos combinados con láser
ultracorto.
En este trabajo, se ha descrito el funcionamiento de estas lentes y cómo se comportan en combinación de láseres ultracortos. También se describe el montaje experimental
(guiado y alineación, características de los elementos que lo componen, etc.), y cómo se
ha puesto en marcha el sistema para poder realizar la caracterización y los experimentos,tanto de la fuente l´aser como de la TAG Lens y los dem´as elementos. Los experimentos
sobre muestras de silicio ensen˜an los diferentes aspectos que se pueden controlar para el micromecanizado mediante TAG Lens, haciendo variar sus parámetros de frecuencia y
amplitud. Por último, además de analizar y discutir los resultados, se ha realizado un
modelo de TAG Lens que permita hacer simulaciones, y observar f´acilmente el comporta- miento de la
lente cuando un haz láser pasa a través de ella.
A partir de estos pasos se han ido cumpliendo los objetivos que se han planteado para este
trabajo: se han desarrollado algunos experimentos y modelos que simulan el comportamiento de la
TAG Lens para entender y comprobar el funcionamiento del láser combinado con la misma, se han
estudiado los parámetros de los que dependen las características del haz láser, se realizará
el montaje y se realizarán diferentes pruebas, se observarán las ventajas e inconvenientes y
se propondrán algunas aplicaciones de interés
para el procesado de materiales y fabricación industrial.