Un láser de bombeo solar (o láser de energía solar) es un láser que comparte las mismas propiedades ópticas que los láseres convencionales, como emitir un rayo que consiste en radiación electromagnética coherente que puede alcanzar alta potencia , pero que utiliza radiación solar para bombear el medio láser. . Este tipo de láser es único de otros tipos en que no requiere ninguna fuente de energía artificial.
Medios lasing
Los dos medios láser más estudiados para láseres de bombeo solar han sido el yodo , [1] con una longitud de onda del láser de 1,31 micrómetros, y el NdCrYAG , que tiene una longitud de onda de 1,06 micrómetros. Landis [2] y otros también han propuesto láseres semiconductores con bombeo solar . [3]
Aplicaciones
Los láseres de bombeo solar no se utilizan comercialmente porque el bajo costo de la electricidad en la mayoría de los lugares significa que otros tipos de láseres más eficientes que funcionan con energía eléctrica se pueden usar de manera más económica. Los láseres bombeados por energía solar pueden resultar útiles en ubicaciones fuera de la red.
Nanopolvos
Pueden producirse polvos dispersos de grano muy fino mediante el uso de tecnología de síntesis láser. [4]
Producción de hidrógeno
Un líder en este campo es Shigeaki Uchida y su equipo en Japón (Tokio / Osaka). [5] Su diseño utiliza lentes Fresnel y un láser NdCrYAG bombeado por energía solar para impulsar un ciclo a base de magnesio, que produce gas hidrógeno como producto. [6]
Posibles aplicaciones de las naves espaciales
Dado que no hay energía de "red" en el espacio, la mayoría de las naves espaciales hoy en día utilizan fuentes de energía solar , principalmente células solares fotovoltaicas . La alimentación de láseres requiere altos niveles de energía, por lo que la ineficiencia de las células solares fotovoltaicas (generalmente menos del 27% de eficiencia) motiva el interés en el bombeo solar de láseres. [7] Otros beneficios potenciales de los láseres de bombeo solar podrían ser un peso reducido y un número reducido de componentes, lo que brinda una mayor confiabilidad (número reducido de modos de falla) en comparación con un láser de bombeo eléctrico alimentado por células fotovoltaicas. También se pueden utilizar para comunicaciones en el espacio profundo , sensores para condiciones en la tierra, detección y seguimiento de objetos en el espacio, así como transmisión de energía.
Propulsión espacial
Ha habido propuestas para utilizar láseres de bombeo solar para la propulsión impulsada por haces de naves espaciales .
Satélite de energía solar
Ha habido propuestas para utilizar láseres de bombeo solar para la energía solar basada en el espacio .
La investigación actual
Una propuesta para utilizar el horno solar de Uzbekistán para alimentar un láser Nd: YAG bombeado por energía solar habría sido el sistema más grande del mundo de su tipo, con hasta 1 MW de potencia de entrada solar. [8] Sin embargo, los esfuerzos de investigación actuales se centran en combinar la salida de varios concentradores más pequeños, [9] un enfoque que es mucho más alcanzable. [10]
Ver también
Referencias
- ^ De Young y col. Diseño preliminar y costo de una estación de transmisión espacio-espacio con láser de yoduro bombeado por energía solar de 1 megavatio, Memorando técnico de la NASA, 1987 ( versión original , archivo de la página web ), consultado el 23 de junio de 2011
- ^ GA Landis, "Nuevos enfoques para un láser GaAs bombeado por energía solar", Optics Communications, 92 , págs. 261-265 (1992). ( Resumen )
- ^ IM Tsidulko, "Láser semiconductor bombeado por radiación solar", Revista soviética de electrónica cuántica 22 (5), págs. 463-466 (1992).
- ^ Sh. D. Payziyeva; SA Bakhramov; AK Kasimov. "Transformación de luz solar concentrada en radiación láser en pequeños concentradores parabólicos" . Revista de Energías Renovables y Sostenibles . Asociación Científica y de Producción “Akadempribor”, Tashkent 100125, Uzbekistán: Instituto Americano de Física . 3 (5). Mantenimiento de CS1: ubicación ( enlace )
- ^ "¿Pueden los láseres ayudar a disminuir nuestra dependencia de los combustibles fósiles?" . Archivado desde el original el 15 de mayo de 2016 . Consultado el 5 de mayo de 2009 .
- ^ "Láser de bombeo de luz solar y método de enfriamiento de láser de bombeo de luz solar, N.º de solicitud de USPTO: 20080225912" . Archivado desde el original el 17 de febrero de 2012 . Consultado el 5 de mayo de 2009 .
- ^ Geoffrey A. Landis, "Perspectivas de láseres semiconductores con bombeo solar", documento SPIE 2121-09, Radiación de energía láser, volumen de procedimientos de SPIE 2121, págs. 58-65, 27-28 de enero de 1994 (fecha de acceso a la versión web 2009-11 -10)
- ^ Bakhramov, SA; Payziyev, Sh.D .; Klychev, Sh.I .; Kasimov, AK; Abdurakhmanov, AA (2005). "Láser en el gran concentrador solar". Actas de CAOL 2005. Segunda Conferencia Internacional sobre Optoelectrónica Avanzada y Láseres, 2005 . 1 . págs. 109-111. doi : 10.1109 / CAOL.2005.1553831 . ISBN 0-7803-9130-6.
- ^ "Los espejos parabólicos concentran la luz solar para alimentar los láseres" . Consultado el 13 de agosto de 2019 .
- ^ Payziyev, Sh. D.; Bakhramov, SA; Kasimov, AK (2011). "Transformación de luz solar concentrada en radiación láser en pequeños concentradores parabólicos". Revista de Energías Renovables y Sostenibles . 3 (5): 053102. doi : 10.1063 / 1.3643267 .
- ^ a b Duncan Graham-Rowe (19 de septiembre de 2007). "Láser de energía solar" . Revisión de tecnología del MIT .
- ↑ Applied Physics Letters (2007), citado en [11]