ES2311924T3 - Distribucion de energia electromagnetica para corte mecanico inducido electromagneticamente. - Google Patents

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ES2311924T3 ES05075231T ES05075231T ES2311924T3 ES 2311924 T3 ES2311924 T3 ES 2311924T3 ES 05075231 T ES05075231 T ES 05075231T ES 05075231 T ES05075231 T ES 05075231T ES 2311924 T3 ES2311924 T3 ES 2311924T3
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Abstract

Un aparato para impartir fuerzas disruptivas a un objetivo que comprende: una lámpara de destello o un diodo láser configurado para facilitar la generación por lo menos de un pulso de salida que tiene un ancho del pulso de hasta aproximadamente 300 microsegundos definido entre un principio de por lo menos un pulso y un final de por lo menos un pulso, una amplitud pico y un intervalo de la mitad máxima del ancho completo el cual, cuando está representado en un eje de tiempo de un gráfico que ilustra por lo menos un pulso, se define a partir de un tiempo inicial, donde la amplitud del por lo menos un pulso primero alcanza una mitad de la amplitud pico dentro del ancho del pulso, hasta un tiempo final donde la amplitud alcanza una mitad de la amplitud pico un tiempo final dentro del ancho del pulso, la localización del intervalo de la mitad máxima del ancho completo a lo largo del eje de tiempo relativo al ancho del pulso que está más cercano al principio del por lo menos un pulso que al final del por lo menos un pulso; y una salida del fluido configurada para dirigir las partículas del fluido para la recepción de energía desde el al menos un pulso y la impartición de las fuerzas disruptivas al objetivo.

Description

Distribución de energía electromagnética para corte mecánico inducido electromagnéticamente.
Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención
La presente invención se refiere generalmente a los láseres y, más particularmente, a las distribuciones de la energía óptica de salida de los láseres.
2. Descripción de la técnica relacionada
Una variedad de sistemas láser están presentes en la técnica anterior. Un sistema láser de estado sólido comprende generalmente una barra del láser para emitir luz coherente y una fuente de estímulo para estimular la barra del láser para emitir la luz coherente. Las lámparas de destello se utilizan típicamente como fuentes de estimulación para los sistemas láser de erbio, por ejemplo. La lámpara de destello se controla mediante una corriente de la lámpara de destello, que comprende una forma de pulso y una frecuencia predeterminadas.
La corriente de la lámpara de destello controla la lámpara de destello a la frecuencia predeterminada, para producir así una distribución de luz de salida de la lámpara de destello que tiene sustancialmente la misma frecuencia que la corriente de la lámpara de destello. Esta distribución de luz de salida de la lámpara de destello controla la barra del láser para producir luz coherente a sustancialmente la misma frecuencia predeterminada que la corriente de la lámpara de destello. La luz coherente generada mediante la barra del láser tiene una distribución de la energía óptica de salida en un cierto plazo que generalmente corresponde a la forma del pulso de la corriente de la lámpara de destello.
La forma del pulso de la distribución de la energía óptica de salida en un cierto plazo comprende típicamente un aumento gradual relativo de energía que salta hasta una energía máxima, y una disminución de energía subsiguiente en un cierto plazo. La forma del pulso de una distribución de la energía óptica de salida típica puede proporcionar una operación relativamente eficiente del sistema láser, que corresponde a un cociente relativamente alto de la energía óptica promedio de salida a la potencia promedio introducida dentro del sistema láser.
La forma y la frecuencia del pulso de la técnica anterior pueden ser convenientes para procedimientos de corte térmico, por ejemplo, donde la energía óptica de salida se dirige sobre una superficie designada para inducir el corte. Nuevos procedimientos de corte, sin embargo, no cuentan completamente con los mecanismos de corte térmico inducido por láser. Más particularmente, un nuevo mecanismo de corte dirige la energía óptica de salida desde un sistema láser dentro de una distribución de partículas fluidas atomizadas localizadas en un volumen de espacio justamente sobre la superficie designada. La energía óptica de salida interactúa con las partículas fluidas atomizadas haciendo que las mismas se expandan e impartan fuerzas de corte mecánicas inducidas electromagnéticamente sobre la superficie designada. Como resultado de las interacciones únicas de la energía óptica de salida con las partículas del fluido atomizado, las formas y frecuencias del pulso de distribución de la energía óptica de salida típica de la técnica anterior no han sido especialmente convenientes para proporcionar el corte mecánico óptico electromagnéticamente inducido. Las distribuciones de energía óptica de salida especializada se requieren para el corte óptimo cuando la energía óptica de salida se dirige hacia el interior de una distribución de partículas fluidas atomizadas para efectuar el corte mecánico inducido electromagnéticamente de la superficie designada.
La patente de EE.UU No. 3.914.648 describe un circuito de descarga de la lámpara de destello que comprende una o más lámparas de destello de descarga gaseosa, un circuito de preionización controlado por pulso para proporcionar a través de cada lámpara de destello un pulso corto, de alto voltaje y baja energía de preionización, y un circuito principal de descarga accionado mediante el circuito de preionización para proporcionar la descarga principal de la lámpara de destello alrededor del final del uso del pulso de preionización. El circuito principal de descarga se dispone en parte para tener inductancia mínima mediante el suministro de un flujo de corriente de retorno igual, opuesto y dentro de la proximidad cercana al flujo de corriente delantero en la lámpara de destello. El pulso de preionización se proporciona a través de un transformador o transformadores que también proporcionan el pulso necesario de disparo para el circuito principal de descarga. El circuito principal de descarga puede ser variable para proporcionar desde la energía suficiente baja o justa para producir una inversión de la población hasta esa energía necesaria para producir la máxima inversión de la población posible.
La patente de EE.UU. No. 5.221.561 describe un proceso de tratamiento fotoquímico de un material sólido que consiste en exponer el último a los pulsos de luz producidos al menos por un tubo alargado de descarga de luz que tiene un gas raro bajo presión baja. El gas, la presión y las características de la descarga se adaptan a dicho material y sus precursores, cada pulso que contiene un extenso espectro de emisión entre 160 y 5000 nm. Un circuito eléctrico con características eléctricas modulables (LC) permite modular las características de la descarga del tubo y del almacenaje de la energía necesaria para dicha descarga.
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Sumario de la invención
Según un segundo aspecto de la presente invención se proporciona un método de impartir fuerzas disruptivas a un objetivo, que comprende:
generar por lo menos un pulso de salida usando una fuente de excitación que comprende una lámpara de destello o un diodo láser, el pulso de salida teniendo un ancho de pulso de hasta aproximadamente 300 microsegundos definidos entre un principio del pulso y un final del mismo, una amplitud pico y un intervalo de la mitad máxima del ancho completo que, cuando está representado en un eje de tiempo de un gráfico ilustrando el pulso, se define a partir de un tiempo de inicio, donde la amplitud del pulso primero alcanza una mitad de la amplitud pico dentro del ancho del pulso, hasta un tiempo final donde la amplitud alcanza una mitad de la amplitud pico un tiempo final dentro del ancho del pulso, la localización del intervalo de la mitad máxima del ancho completo a lo largo del eje de tiempo relativo al ancho del pulso que está más cercana al principio del pulso que al final del mismo;
dirigir las partículas fluidas desde una salida de fluido para recibir energía del pulso; e
impartir las fuerzas disruptivas hacia el objetivo.
Según un primer aspecto de la presente invención se proporciona un aparato para impartir fuerzas disruptivas a un objetivo, que comprende:
una lámpara de destello o un diodo láser configurado para facilitar la generación por lo menos de un pulso de salida que tiene un ancho de hasta aproximadamente 300 microsegundos definido entre un principio del pulso y un final del mismo, una amplitud pico y un intervalo de la mitad máxima del ancho completo el cual, cuando está representado en un eje de tiempo de un gráfico que ilustra el pulso, se define a partir de un tiempo de inicio, donde la amplitud del pulso primero alcanza una mitad de la amplitud pico dentro del ancho del pulso, hasta un tiempo final donde la amplitud alcanza una mitad de la amplitud pico un tiempo final dentro del ancho del pulso, la localización del intervalo de la mitad máxima del ancho completo a lo largo del eje x relativo al ancho del pulso que está más cercano al principio del pulso que al final del mismo; y
una salida de fluido configurada para dirigir las partículas fluidas para la recepción de la energía del pulso y la impartición de las fuerzas disruptivas al objetivo.
Las distribuciones de la energía óptica de salida de la presente invención comprende magnitudes de la energía relativamente altas al principio de cada pulso. Como resultado de estas magnitudes de la energía relativamente altas al principio de cada pulso, el borde principal de cada pulso comprende una pendiente relativamente grande. Esta pendiente es preferiblemente mayor que o igual a 5. Además, los valores de la mitad máxima del ancho completo (FWHM) de las distribuciones de la energía óptica de salida son mayores que 0,025 microsegundos. Más preferiblemente, los valores de la mitad máxima del ancho completo están entre 0,025 y 250 microsegundos y, más preferiblemente, están entre 10 y 150 microsegundos. El valor de la mitad máxima del ancho completo está alrededor de 70 microsegundos en la realización ilustrada. Una lámpara de destello se utiliza para controlar el sistema láser, y una corriente se utiliza para controlar la lámpara de destello. Un circuito de generación de corriente para la lámpara de destello comprende un inductor de núcleo sólido que tiene una inductancia de aproximadamente 50 microhenrios y un condensador que tiene una capacitancia de aproximadamente 50 microfaradios.
La presente invención, junto con las características adicionales y las ventajas de ella, pueden comprenderse mejor por referencia a la descripción siguiente tomada en conjunto con los dibujos ilustrativos que la acompañan.
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Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un trazado de la corriente controladora de la lámpara de destello contra el tiempo según un ejemplo de la técnica anterior;
La Figura 2 es un trazado de la energía óptica de salida contra el tiempo para un sistema láser según un ejemplo de la técnica anterior;
La Figura 3 es un diagrama esquemático del circuito para generar una corriente controladora de la lámpara de destello de acuerdo con un ejemplo de la presente invención;
La Figura 4 es un trazado de la corriente controladora de la lámpara de destello contra el tiempo de acuerdo con una realización de la presente invención; y
La Figura 5 es un trazado de la energía óptica de salida contra el tiempo para un sistema láser de acuerdo con una realización de la presente invención.
Descripción detallada de la presente invención
Refiriéndose más particularmente a los dibujos, la Figura 1 ilustra un trazado de la corriente controladora de la lámpara de destello contra el tiempo según un ejemplo de la técnica anterior. La corriente controladora de la lámpara de destello 10 inicialmente salta hasta un valor máximo 12. El salto inicial 14 comprende típicamente una pendiente (corriente dividida por tiempo) de entre 1 y 4. Después de alcanzar el valor máximo 12, la corriente controladora de la lámpara de destello 10 declina con el tiempo, según lo ilustrado por la porción de la corriente que declina 16. La corriente controladora de la lámpara de destello de la técnica anterior 10 puede comprender típicamente una frecuencia o intervalo de repetición de 1 a 15 hertzios (Hz). Además, la corriente controladora de la lámpara de destello 10 de la técnica anterior puede comprender típicamente un ancho del pulso mayor de 300 microsegundos. El valor de la mitad máxima del ancho completo de la corriente controladora de la lámpara de destello 10 está típicamente entre 250 y 300 microsegundos. El valor de la mitad máxima del ancho completo se define como un valor del tiempo que corresponde a una longitud de la mitad máxima del ancho completo trazada en el eje de tiempo. El intervalo de la mitad máxima del ancho completo se define sobre el eje de tiempo a partir de un tiempo inicial, donde la amplitud primero alcanza una mitad de la amplitud pico del pulso completo, hasta un tiempo final, donde la amplitud alcanza una mitad de la amplitud pico un tiempo final dentro del pulso. El valor de la mitad máxima del ancho completo es la diferencia entre el tiempo inicial y el tiempo final.
La Figura 2 ilustra un trazado de la energía contra tiempo para la energía óptica de salida de un láser típico de la técnica anterior. La distribución de la energía óptica de salida comprende generalmente un valor máximo 22, un salto inicial 24, y una porción declinante de la energía de salida 26. Los micropulsos 28 corresponden a las inversiones de la población dentro de la barra del láser puesto que la luz coherente es generada por la emisión estimulada. La potencia promedio del láser se puede definir como la potencia entregada en un período de tiempo predeterminado, que típicamente comprende un número de pulsos. La eficacia del sistema láser se puede definir como el cociente de la potencia óptica de salida del láser, a la potencia de entrada en el sistema que se requiere para controlar la lámpara de destello. Los sistemas láser típicos de la técnica anterior se diseñan con corrientes controladoras de la lámpara de destello 10 y distribuciones de la energía óptica de salida las cuales optimizan la eficacia del sistema.
La Figura 3 ilustra un circuito controlador de la lámpara de destello 30 según un ejemplo de la realización preferida actualmente. El circuito controlador de la lámpara de destello ilustrada 30 comprende una fuente de alimentación de alto voltaje 33, un condensador 35, un rectificador 37, un inductor 39, y una lámpara de destello 41. El condensador 35 está conectado entre la fuente de alimentación de alto voltaje 33 y tierra, y la lámpara de destello 41 está conectada entre el inductor 39 y tierra. La fuente de alimentación de alto voltaje 33 comprende preferiblemente una fuente de 1500 voltios, teniendo un índice de carga de 1500 julios por segundo. La lámpara de destello 41 puede comprender una fuente de 450 a 700 torr y, en un ejemplo, comprende preferiblemente una fuente de 450 torr. El condensador 35 en un ejemplo, preferiblemente, comprende un condensador de 50 microfaradios, y el rectificador 37 en un ejemplo, comprende preferiblemente un rectificador de silicio controlado. El inductor 39 en un ejemplo, preferiblemente, comprende un inductor de núcleo sólido de 50 microhenrios. En realizaciones alternativas, el inductor 39 puede comprender una inductancia de 13 microhenrios. Aún en otras realizaciones alternativas, el inductor 39 puede comprender valores de inductancia entre 10 y 15 microhenrios. Otros valores para el inductor 39 y la capacitancia 35 pueden ser puestos en ejecución para obtener corrientes controladoras de la lámpara de destello que tienen amplitudes principales relativamente grandes, por ejemplo, según lo discutido debajo.
La Figura 4 ilustra la corriente controladora de la lámpara de destello 50 de una realización de la presente invención, la cual pasa desde el inductor 39 a la lámpara de destello 41. La corriente controladora 50 de la lámpara de destello en el ejemplo de la presente invención tiene preferiblemente un ancho del pulso que es mayor que aproximadamente 0,25 microsegundos y, más preferiblemente, que está en un intervalo de 100 a 300 microsegundos. En la realización ilustrada, el ancho del pulso es alrededor de 200 microsegundos. Un borde principal de la corriente controladora de la lámpara de destello 50 en el presente ejemplo tiene una pendiente de por lo menos 5 y, más preferiblemente, de 10 o más. En el ejemplo de una realización preferida actualmente, una pendiente principal del borde de la corriente controladora de la lámpara de destello 50 es 40 o más, según lo mostrado en la Figura 4. La corriente controladora de la lámpara de destello 50 en el presente ejemplo comprende un valor máximo 52, una porción inicial del salto 54, y una porción de corriente declinante 56. La lámpara de destello 41 en el presente ejemplo comprende preferiblemente un tubo de cristal cilíndrico que tiene un ánodo, un cátodo, y un gas dentro tal como Xenón o Criptón. Un circuito ionizador (no mostrado) ioniza el gas dentro de la lámpara de destello 41. Cuando se aplica la corriente controladora de la lámpara de destello 50 al ánodo de la lámpara de destello 41, aumenta el potencial entre el ánodo y el cátodo. Este potencial aumenta cuando la corriente controladora de la lámpara de destello aumenta, según lo indicado por la porción inicial del salto 54. La corriente fluye a través del gas de la lámpara de destello 41, dando por resultado que la lámpara de destello 41 emite luz incoherente brillante.
La lámpara de destello 41 es enganchada a una barra del láser (no mostrada), que en un ejemplo comprende preferiblemente un cristal cilíndrico. La lámpara de destello 41 y la barra del láser están paralelas, colocadas preferiblemente a una distancia de menos de 1 centímetro entre ellas en el presente ejemplo. La barra del láser en el presente ejemplo está suspendida en dos placas, y no está conectada eléctricamente al circuito controlador de la lámpara de destello 30. Aunque la lámpara de destello 41 comprende los medios preferidos de estimulación de la barra del láser en el presente ejemplo, otros medios están también contemplados por la presente invención. Por ejemplo, para la fuente de excitación pueden ser utilizados diodos en vez de las lámparas de destello. El uso de diodos para generar la amplificación de luz mediante la emisión estimulada se discute en el libro Ingeniería del Láser de Estado Sólido, Cuarta Edición Revisada Extensivamente y Actualizada, de Walter Koechner, publicado en 1996, cuyos contenidos están expresamente incorporados aquí por referencia.
La luz incoherente desde la lámpara de destello preferida actualmente 41 en el presente ejemplo choca con la superficie externa de la barra del láser. Como la luz incoherente penetra en la barra del láser, las impurezas dentro de la barra del láser absorben la luz penetrante y emiten posteriormente luz coherente. Ejemplos de tales impurezas pueden comprender el erbio y el cromo, y la barra del láser en sí misma puede comprender un cristal tal como YSGG, por ejemplo. El sistema láser preferido actualmente en dos ejemplos comprende cualquier láser de estado sólido como Er, Cr:YSGG, el cual genera energía electromagnética que tiene una longitud de onda en un intervalo de 2,70 a 2,80 micrómetros, o un láser de estado sólido de erbio, itrio, aluminio, granate (Er:YAG), el cual genera energía electromagnética que tiene una longitud de onda de 2,94 micrómetros. Según lo preferido actualmente, el láser de estado sólido Er, Cr:YSGG tiene una longitud de onda de aproximadamente 2,78 micrómetros. Según una realización alternativa, la barra del láser puede estar constituida de un cristal YAG, y las impurezas pueden comprender impurezas del erbio. Existen una variedad de otras posibilidades, algunas de las cuales están en la cuarta edición del antedicho libro Ingeniería del Láser de Estado Sólido, Cuarta Edición Revisada y Actualizada, de Walter Koechner, publicado en 1996, cuyos contenidos se incorporan expresamente aquí por referencia. Otros sistemas láser posibles incluyen un láser de estado sólido de erbio, itrio, escandio, galio, granate (Er:YSGG), el cual genera energía electromagnética que tiene una longitud de onda en un intervalo de 2,70 a 2,80 micrómetros; un láser de estado sólido de cromo, tulio, erbio, itrio, aluminio, granate (CTE: YAG), el cual genera energía electromagnética que tiene una longitud de onda de 2,69 micrómetros; un láser de estado sólido de erbio, ortoaluminato de itrio (Er:YAL03), el cual genera energía electromagnética que tiene una longitud de onda en un intervalo de 2,71 a 2,86 micrómetros; un láser de estado sólido de holmio, itrio, aluminio, granate (Ho:YAG), el cual genera energía electromagnética que tiene una longitud de onda de 2,10 micrómetros; un láser de estado sólido de neodimio cuadruplicado, itrio, aluminio, granate (Nd cuadruplicado:YAG), el cual genera energía electromagnética que tiene una longitud de onda de 266 nanómetros; un láser excímer de fluoruro de argón (ArF), el cual genera energía electromagnética que tiene una longitud de onda de 193 nanómetros; un láser excímer de cloruro de xenón (XeCl), el cual genera energía electromagnética que tiene una longitud de onda de 308 nanómetros; un láser excímer de fluoruro de criptón (KrF), el cual genera energía electromagnética que tiene una longitud de onda de 248 nanómetros; y un láser del dióxido de carbono (CO_{2}) el cual genera energía electromagnética que tiene una longitud de onda en un intervalo de 9 a 11 micrómetros.
Partículas como los electrones, asociadas a las impurezas absorben energía del choque con radiación incoherente y se elevan a estados de valencia mayores. Las partículas que se elevan a niveles metaestables permanecen en estos niveles por períodos de tiempo hasta que, por ejemplo, la energía de las partículas de la radiación excita transiciones estimuladas. El estímulo de una partícula en el nivel metaestable por una partícula de energía resulta en que ambas partículas decaen a un estado de potencial de tierra y en una emisión de fotones coherentes dobles (partículas de energía). Los fotones coherentes dobles pueden resonar a través de la barra del láser entre los espejos en los terminales opuestos de la barra del láser, y pueden estimular otras partículas en el nivel metaestable, para así generar subsiguientes emisiones de fotones coherentes dobles. Este proceso se denomina amplificación de luz por emisión estimulada. Con este proceso, un par doble de fotones coherentes entrará en contacto con dos partículas en el nivel metaestable, para de tal modo producir cuatro fotones coherentes. Posteriormente, los cuatro fotones coherentes chocarán con otras partículas en el nivel metaestable para de tal modo producir ocho fotones coherentes.
El efecto de amplificación continuará hasta que una mayoría de las partículas, que fueron elevadas al nivel metaestable mediante luz incoherente estimulada desde la lámpara de destello 41, hayan declinado de nuevo al estado de potencial de tierra. La declinación de una mayoría de partículas desde el estado metaestable al estado de potencial de tierra da lugar a la generación de un número grande de fotones, correspondiendo a un micropulso ascendente (64, por ejemplo, Figura 5). Como las partículas en el nivel del potencial de tierra son nuevamente estimuladas al estado metaestable, el número de fotones que son emitidos disminuye, que corresponde a una pendiente hacia abajo en el micropulso 64 por ejemplo. El micropulso continúa para declinar correspondiendo a una disminución de la emisión de fotones coherentes mediante el sistema láser. El número de partículas estimuladas al nivel metaestable aumenta a una cantidad donde las emisiones estimuladas ocurren en un nivel suficiente para aumentar el número de los fotones coherentes generados. Cuando la generación de fotones coherentes aumenta, y las partículas en el estado metaestable decaen, el número de fotones coherentes se incrementa, correspondiendo a un micropulso ascendente.
La distribución óptica por tiempo de la energía de salida del sistema láser se ilustra en la Figura 5 en 60. La distribución de la energía óptica de salida del ejemplo ilustrado de la presente invención tiene preferiblemente un ancho del pulso que es mayor que aproximadamente 0,25 microsegundos y, más preferiblemente, está en un intervalo de 125 a 300 microsegundos. En la realización ilustrada, el ancho del pulso es aproximadamente 200 microsegundos. La distribución de energía óptica de salida 60 comprende un valor máximo 62, un número de micropulsos principales 64, 66, 68, y una porción de energía óptica generalmente declinante 70.
Según un aspecto de la presente invención, la distribución de la energía óptica de salida 60 comprende una magnitud grande. Esta magnitud grande corresponde a uno o más micropulsos agudamente crecientes en el borde principal del pulso. Según lo ilustrado en la Figura 5, el micropulso 68 comprende un valor máximo 62 el cual está en o cerca del comienzo del pulso. Además, el valor de la mitad máxima del ancho completo de la distribución de la energía óptica de salida 60 en la Figura 5 es aproximadamente 70 microsegundos, comparado a los valores de la mitad máxima del ancho completo de la técnica anterior que se extienden típicamente por ejemplo desde 250 hasta 300 microsegundos. La invención de los solicitantes contempla pulsos que comprenden valores de la mitad máxima del ancho completo mayores que 0,025 microsegundos. En algunas realizaciones los valores de la mitad máxima del ancho completo se extienden desde aproximadamente 0,25 microsegundos hasta aproximadamente 250 microsegundos y, más preferiblemente, van desde 10 hasta 150 microsegundos, pero también pueden ser posibles otros intervalos. Además, la invención de los solicitantes contempla un ancho del pulso de entre 0,25 y 300 microsegundos, por ejemplo, comparado a los anchos del pulso típicos de la técnica anterior los cuales son mayores que 300 microsegundos. Además, en un ejemplo una frecuencia de 20Hz se prefiere actualmente. Alternativamente, puede utilizarse una frecuencia de 30Hz. La invención de los solicitantes contempla generalmente frecuencias entre 1 y 100 Hz, comparadas a las frecuencias de la técnica anterior que típicamente van desde 1 a 15 Hz.
Según lo mencionado anteriormente, el intervalo de la mitad máxima del ancho completo se define a partir de un tiempo inicial,
donde la amplitud primero se eleva sobre una mitad de la amplitud pico, hasta un tiempo final, donde la amplitud cae por debajo de una mitad de la amplitud pico un tiempo final durante el ancho del pulso. Se define valor de la mitad máxima del ancho completo como la diferencia entre el tiempo inicial y el tiempo final.
La localización del intervalo de la mitad máxima del ancho completo a lo largo del eje de tiempo, concerniente al ancho del pulso, está más cercano al principio del pulso que al final del pulso. La localización del intervalo de la mitad máxima del ancho completo está preferiblemente dentro de la primera mitad del pulso y, más preferiblemente en un ejemplo, está dentro de aproximadamente el primer tercio del pulso a lo largo del eje de tiempo. También son posibles otras localizaciones del intervalo de la mitad máxima del ancho completo de acuerdo con la presente invención. El tiempo inicial del intervalo de la mitad máxima del ancho completo ocurre preferiblemente dentro de los primeros 10 a 15 microsegundos y, más preferiblemente, ocurre dentro de los primeros 12,5 microsegundos del borde principal del pulso. El tiempo inicial, sin embargo, puede ocurrir tanto más temprano como más tarde dentro del pulso. El tiempo inicial se alcanza preferiblemente dentro del primer décimo del ancho del pulso.
Otra característica distintiva de la distribución de la energía óptica de salida 60 es que los micropulsos 64, 66, 68, por ejemplo, comprenden aproximadamente un tercio de la amplitud máxima 62. Más preferiblemente, los micropulsos principales 64. 66, 68 comprenden amplitudes de aproximadamente una mitad de la amplitud máxima 62. En contraste, los micropulsos principales de la técnica anterior, según lo mostrado en la Figura 2, son relativamente pequeños en amplitud.
La pendiente de la distribución óptica de la energía de salida 60, medida desde los picos de los micropulsos principales 64, 66 hasta la amplitud máxima 62 es mayor que o igual a 5 y, más preferiblemente, es mayor que aproximadamente 10. En la realización ilustrada, la pendiente está alrededor de 50. En contraste, la pendiente de la distribución de la energía óptica de salida de la técnica anterior es aproximadamente 4. En realizaciones modificadas, la pendiente es mayor que o igual a aproximadamente 100 y, más preferiblemente, en un ejemplo, es aproximadamente 240.
La distribución óptica de la energía de salida 60 de la presente invención es útil para maximizar un efecto de corte de una fuente de energía electromagnética, tal como un láser, dirigido en una distribución de las partículas del fluido atomizado sobre una superficie designada. Un aparato para dirigir energía electromagnética en una distribución de las partículas del fluido atomizado sobre una superficie designada se describe en el documento US-A-5741247 y se titula "Partículas de fluido atomizado para corte inducido electromagnéticamente". Los micropulsos principales de alta intensidad 64, 66 y 68 imparten cantidades grandes de energía en partículas del fluido atomizado las cuales en un ejemplo comprenden preferiblemente agua, para de tal modo expandir las partículas del fluido en donde las fuerzas mecánicas de corte se aplican a la superficie designada. Se ha descubierto que los micropulsos que siguen después del micropulso máximo 68 refuerzan aún más la eficacia del corte. Según las aplicaciones de la presente invención, un solo micropulso principal grande 68 se puede generar o, alternativamente, pueden ser generados dos o más micropulsos principales grandes 68 (ó 64, 66, por ejemplo).
El circuito de generación de corriente de la lámpara de destello 30 de un ejemplo ilustrado de la presente invención genera un pulso relativamente estrecho, el cual está en la orden de 0,25 a 300 microsegundos, por ejemplo. Además, el intervalo de la mitad máxima del ancho completo de la distribución óptica de la energía de salida 60 de la presente invención comienza preferiblemente dentro de los primeros 70 microsegundos, por ejemplo, comparado a los intervalos de la mitad máxima del ancho completo de la técnica anterior que comienza dentro de los primeros 250 a 300 microsegundos. La frecuencia relativamente rápida, y la distribución inicial relativamente grande de energía óptica en la porción principal de cada pulso de las aplicaciones de la presente invención, dan lugar a un corte mecánico eficiente. Si un número de pulsos de la distribución de energía óptica de salida 60 fue trazado, y la potencia promedio determinada, esta potencia promedio sería relativamente baja, comparada a la cantidad de energía entregada al sistema del láser vía la fuente de alimentación de alto voltaje 33. Es decir la eficacia del sistema láser de ciertas realizaciones de la presente invención puede ser menor que la de los sistemas típicos de la técnica anterior. Puesto que las distribuciones de la energía óptica de salida de ciertas realizaciones de la presente invención se adaptan únicamente para impartir energía electromagnética en partículas del fluido atomizado sobre una superficie designada, de cualquier modo, el corte real de la presente invención se optimiza. El efecto del corte obtenido por ciertas aplicaciones de las distribuciones de la energía óptica de salida de la presente invención es limpio y de gran alcance y, proporciona además un corte consistente. Los términos "corte" y "cortante" se definen ampliamente aquí como la impartición de fuerzas mecánicas disruptivas sobre la superficie designada.
Una realización de la presente invención comprende un circuito de generación de corriente de la lámpara de destello que incluye:
un inductor de núcleo sólido que tiene una inductancia de un valor cercano a 50 microhenrios;
un condensador acoplado al inductor, teniendo el condensador una capacitancia de aproximadamente 50 microfaradios; y
una lámpara de destello acoplada al inductor de núcleo sólido.
En otra realización la invención comprende un circuito de generación de corriente de la lámpara de destello que incluye:
un inductor que tiene una inductancia menor que aproximadamente 16 microhenrios;
un condensador acoplado al inductor, teniendo el condensador una capacitancia de aproximadamente 50 microfaradios; y
una lámpara de destello acoplada al inductor.
En otra realización, la presente invención comprende un pulso para controlar una lámpara de destello que se utiliza como una fuente de estimulación para una barra del láser, que comprende:
un borde principal que tiene una pendiente la cual es mayor que o igual a aproximadamente 5, siendo definida la pendiente en un trazado del pulso como y sobre x (y/x) donde y es corriente en amperios y x es tiempo en microsegundos; y
un valor de la mitad máxima del ancho completo en un intervalo desde aproximadamente 0,025 a aproximadamente 250 microsegundos.
En otra realización más de la presente invención se proporciona un pulso de salida de la energía óptica de un sistema láser, que comprende una distribución de energía óptica en el tiempo que se puede expresar como un trazado de la energía óptica contra el tiempo en microsegundos, el pulso de salida que comprende un ancho del pulso en un intervalo desde aproximadamente 0,25 microsegundos hasta aproximadamente 300 microsegundos y un valor de la mitad máxima del ancho completo en un intervalo de aproximadamente 0,025 microsegundos hasta aproximadamente 250 microsegundos.
En otra realización más de la presente invención se proporciona un pulso de la energía óptica de salida de un sistema láser, que comprende una distribución de energía óptica en el tiempo que se puede expresar como un trazado de la energía óptica contra el tiempo en microsegundos, el pulso de salida comprendiendo un ancho del pulso en un intervalo desde aproximadamente 0,025 microsegundos hasta aproximadamente 250 microsegundos, y el pulso de salida comprendiendo además un borde principal que tiene una pendiente que es mayor o igual a aproximadamente 5, siendo definida la pendiente en un trazado del pulso de salida como y sobre x (y/x) donde y es la energía óptica y x es el tiempo en microsegundos.
Otra realización de la presente invención comprende un pulso de salida de la energía óptica de un sistema láser, que comprende una distribución de energía óptica en el tiempo que se puede expresar como un trazado de la energía óptica contra el tiempo en microsegundos, una localización del intervalo de la mitad máxima del ancho completo del pulso de salida que está dentro de una primera mitad del pulso de salida y de un tiempo inicial del intervalo de la mitad máxima del ancho completo del pulso de salida que está dentro de un primer décimo del pulso de salida.
Una realización adicional de la presente invención incluye un pulso de salida de la energía óptica de un sistema láser, el cual comprende una distribución de la energía óptica en el tiempo que se puede expresar como un trazado de la energía óptica contra el tiempo en microsegundos, el pulso de salida comprendiendo por lo menos un subpulso principal, que tiene una amplitud de aproximadamente un tercio de una amplitud máxima del pulso de salida.
Otra realización de la presente invención incluye un pulso de salida de la energía óptica de un sistema láser, que comprende una distribución de energía óptica en el tiempo que se puede expresar como un trazado de la energía óptica contra el tiempo en microsegundos, el pulso de salida que comprende un borde principal que tiene una pendiente que es mayor que o igual a aproximadamente 5, siendo definida la pendiente en un trazado del pulso de salida como y sobre x (y/x) donde y es la energía óptica y x es el tiempo en microsegundos.
Una realización adicional de la presente invención incluye un aparato para impartir fuerzas disruptivas a un objetivo, que comprende:
un inductor que tiene una inductancia dentro del intervalo de aproximadamente 10 a 50 microhenrios;
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un condensador acoplado al inductor, teniendo el condensador una capacitancia de aproximadamente 50 microfaradios;
una lámpara de destello acoplada al inductor y un cierre acoplado a una barra del láser para así controlar la barra del láser y generar por lo menos un pulso de salida que tiene un valor de la mitad máxima del ancho completo en un intervalo desde aproximadamente 0,025 hasta aproximadamente 250 microsegundos; y
una salida del fluido con la cual el pulso interactúa impartiendo energía a las partículas del fluido atomizado, salida del fluido que se orienta para dirigir las partículas del fluido a lo largo de una trayectoria lejos del aparato;
en donde el aparato se construye para dirigir al menos un pulso de salida en la proximidad cercana a la trayectoria y, en uso, las fuerzas disruptivas se imparten al objetivo.
Una realización adicional más de la presente invención incluye un método de impartir fuerzas disruptivas a un objetivo, que comprende:
proporcionar una fuente de energía electromagnética que abarca un inductor que tiene una inductancia dentro del intervalo de aproximadamente 10 a 50 microhenrios, un condensador acoplado al inductor y que tiene una capacitancia de aproximadamente 50 microfaradios, y una lámpara de destello acoplada al inductor y un cierre acoplado a una barra del láser para de tal modo controlar la barra del láser;
proporcionar un sistema de entrega;
activar la fuente de energía electromagnética para de tal modo generar por lo menos un pulso de salida de la energía electromagnética que comprende un borde principal el cual tiene una pendiente que es mayor o igual a aproximadamente 5, siendo definida la pendiente en un trazado del pulso como y sobre x (y/x) donde y es la amplitud y x es el tiempo en microsegundos, y el valor de la mitad máxima del ancho completo en un intervalo desde aproximadamente 0,025 hasta aproximadamente 250 microsegundos; y
dirigir por lo menos un pulso de salida de la energía electromagnética y de las partículas del fluido desde una salida del fluido con lo cual por lo menos un pulso de salida interactúa impartiendo energía a las partículas del fluido, usando el sistema de entrega, en donde la energía electromagnética es dirigida en una dirección general hacia el objetivo y se imparten las fuerzas disruptivas al objetivo.
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Referencias citadas en la descripción
Este listado de referencias citadas por el solicitante tiene como único fin la conveniencia del lector. No forma parte del documento de la Patente Europea. Aunque se ha puesto gran cuidado en la compilación de las referencias, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza cualquier responsabilidad en este sentido.
Documentos de patentes citados en la descripción
\bullet US 3914648 A
\bullet US 5221561 A
\bullet US 5741247 A

Claims (89)

1. Un aparato para impartir fuerzas disruptivas a un objetivo que comprende:
una lámpara de destello o un diodo láser configurado para facilitar la generación por lo menos de un pulso de salida que tiene un ancho del pulso de hasta aproximadamente 300 microsegundos definido entre un principio de por lo menos un pulso y un final de por lo menos un pulso, una amplitud pico y un intervalo de la mitad máxima del ancho completo el cual, cuando está representado en un eje de tiempo de un gráfico que ilustra por lo menos un pulso, se define a partir de un tiempo inicial, donde la amplitud del por lo menos un pulso primero alcanza una mitad de la amplitud pico dentro del ancho del pulso, hasta un tiempo final donde la amplitud alcanza una mitad de la amplitud pico un tiempo final dentro del ancho del pulso, la localización del intervalo de la mitad máxima del ancho completo a lo largo del eje de tiempo relativo al ancho del pulso que está más cercano al principio del por lo menos un pulso que al final del por lo menos un pulso; y
una salida del fluido configurada para dirigir las partículas del fluido para la recepción de energía desde el al menos un pulso y la impartición de las fuerzas disruptivas al objetivo.
2. El aparato según lo establecido en la reivindicación 1, en donde el diodo láser se configura para funcionar a una frecuencia dentro de un intervalo desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 100 Hz.
3. El aparato según lo establecido en la reivindicación 1, que comprende además un inductor (39) que tiene una inductancia de aproximadamente 50 microhenrios, un condensador (35) que se acopla al inductor y el cual tiene una capacitancia de aproximadamente 50 microfaradios, y una lámpara de destello (41) acoplada al inductor, y que comprende además una barra del láser para facilitar la generación del pulso de salida.
4. El aparato según lo establecido en la reivindicación 1 que comprende además un inductor (39) que tiene una inductancia menor que aproximadamente 16 microhenrios, un condensador (35) que se acopla al inductor y que tiene una capacitancia de aproximadamente 50 microfaradios, y una lámpara de destello (41) acoplada al inductor, y que comprende además una barra del láser para facilitar la generación del pulso de salida.
5. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 4, en donde el inductor (39) es un inductor de núcleo sólido que tiene una inductancia con un valor de aproximadamente 50 microhenrios.
6. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en donde el inductor (39) se ajusta para generar una inductancia de aproximadamente 10 a 15 microhenrios.
7. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en donde el inductor (39) se ajusta para generar una inductancia de aproximadamente 13 microhenrios.
8. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en donde el inductor (39) se ajusta para funcionar al menos parcialmente en un modo saturado para generar una inductancia de aproximadamente 10 a 15 microhenrios.
9. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en donde el inductor (39) se ajusta para funcionar al menos parcialmente en un modo saturado para generar una inductancia de aproximadamente 13 microhenrios.
10. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, y que comprende además una fuente de alimentación de alto voltaje (33).
11. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, y que comprende además un rectificador (37).
12. El aparato según lo establecido en la reivindicación 11, en donde el rectificador (37) comprende un rectificador controlado de silicio.
13. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en donde:
la fuente de alimentación de alto voltaje (33) comprende una fuente de alimentación de alto voltaje que tiene una salida de aproximadamente 1500 voltios; y
la fuente de alimentación de alto voltaje (33) comprende un índice de carga de aproximadamente 1500 julios por segundo.
14. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en donde la fuente de alimentación de alto voltaje (33) se acopla al condensador (35) y al inductor (39).
15. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, en donde:
el condensador (35) está conectado entre la fuente de alimentación de alto voltaje y tierra;
el inductor (39) comprende un primer extremo y un segundo extremo;
el inductor se acopla en un extremo a la lámpara de destello (41); y
el inductor se acopla en el otro extremo a ambos, el condensador y la fuente de alimentación de alto voltaje.
16. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, en donde el inductor (39) se acopla a la fuente de energía de alto voltaje (33) vía el rectificador (37).
17. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en donde la salida del fluido se orienta para dirigir las partículas del fluido a cruzarse e interactuar por lo menos parcialmente con el pulso de salida.
18. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en donde la salida del fluido comprende un atomizador.
19. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en donde el pulso de salida tiene una longitud de onda que es absorbida sustancialmente por las partículas del fluido.
20. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en donde por lo menos un pulso de salida comprende una pluralidad de pulsos de salida.
21. El aparato según lo establecido en la reivindicación 20, en donde la pluralidad de pulsos de salida tiene una frecuencia dentro de un intervalo de aproximadamente 1 Hertz hasta aproximadamente 100 Hertz.
22. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, en donde las fuerzas disruptivas comprenden fuerzas disruptivas de corte.
23. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, en donde las fuerzas disruptivas comprenden fuerzas de ablación.
24. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, en donde el aparato comprende un láser que tiene una entre una longitud de onda dentro de un intervalo de aproximadamente 2,69 hasta aproximadamente 2,80 micrómetros, y una longitud de onda de aproximadamente 2,94 micrómetros.
25. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, en donde el aparato comprende un láser de entre los siguientes: un Er: YAG, un Er:YSGG, un Er, Cr:YSGG y un CTE:YAG.
26. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, en donde el objetivo comprende uno entre diente, hueso, cartílago y tejido blando.
27. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26, en donde las partículas del fluido comprenden el agua.
28. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 27, en donde:
la salida del fluido se configura para colocar el fluido en un volumen en proximidad cercana al objetivo; y
el aparato comprende una fuente de energía electromagnética que se configura para dirigir energía electromagnética en el volumen en proximidad cercana al objetivo para hacer que las fuerzas disruptivas se impartan al objetivo.
29. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, en donde un valor de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida está en un intervalo desde aproximadamente 0,025 hasta aproximadamente 250 microsegundos.
30. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, en donde un valor de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida está en un intervalo de aproximadamente 10 a 150 microsegundos.
31. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, en donde un valor de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida es aproximadamente 70 microsegundos.
32. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 31, en donde el por lo menos un pulso de salida comprende un borde principal que tiene una pendiente que es mayor que o igual a aproximadamente 5, siendo definida la pendiente en un trazado del por lo menos un pulso de salida como y sobre x (y/x) donde y es amplitud y x es tiempo en microsegundos.
33. El aparato según lo establecido en la reivindicación 32, en donde la variable y en el trazado denota energía electromagnética.
34. El aparato según lo establecido en la reivindicación 32, en donde la pendiente es mayor que o igual a aproximadamente 10.
35. El aparato según lo establecido en la reivindicación 32, en donde la pendiente es aproximadamente 50.
36. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 35, en donde el por lo menos un pulso de salida tiene un ancho de pulso que está dentro de un intervalo de aproximadamente 0,25 microsegundos hasta aproximadamente 300 microsegundos.
37. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 36, en donde el por lo menos un pulso de salida tiene un ancho de pulso que está dentro de un intervalo de aproximadamente 100 microsegundos hasta aproximadamente 300 microsegundos.
38. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 37, en donde el por lo menos un pulso de salida tiene un ancho de pulso de aproximadamente 200 microsegundos.
39. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 38, en donde el por lo menos un pulso de salida comprende una pluralidad de pulsos de salida que tienen una frecuencia que está dentro de un intervalo de aproximadamente 1 Hertz hasta aproximadamente 100 hertzios.
40. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 38, en donde el por lo menos un pulso de salida tiene una frecuencia de aproximadamente 20 Hertz.
41. El aparato según lo establecido en la reivindicación 1 y cualquier reivindicación dependiente de ella, en donde el por lo menos un pulso de salida se genera de acuerdo con por lo menos un pulso de la corriente que controla una lámpara de destello (41), el por lo menos un pulso de corriente comprendiendo un borde principal que tiene una pendiente mayor que o igual a aproximadamente 5, estando definida la pendiente en un trazado del por lo menos un pulso de corriente como y sobre x (y/x) en donde y es la amplitud de la corriente en amperios y x es el tiempo en microsegundos.
42. El aparato según lo establecido en la reivindicación 41, en donde el por lo menos un pulso de corriente tiene un ancho del pulso en un intervalo desde aproximadamente 0,25 microsegundos hasta aproximadamente 300 microsegundos.
43. El aparato según lo establecido en la reivindicación 42, en donde el por lo menos un pulso de corriente tiene un ancho del pulso que está dentro de un intervalo de aproximadamente 100 microsegundos hasta aproximadamente 300 microsegundos.
44. El aparato según lo establecido en la reivindicación 43, en donde:
el ancho del pulso es aproximadamente 200 microsegundos; y
un valor de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida es aproximadamente 70 microsegundos.
45. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 44 en donde:
el intervalo de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida está situado dentro del primer tercio del por lo menos un pulso de salida; y
un tiempo inicial del intervalo de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida está dentro de los primeros 10 a 15 microsegundos del por lo menos un pulso de salida.
46. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 45, en donde un tiempo inicial del intervalo de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida está dentro de los primeros 12,5 microsegundos del por lo menos un pulso de salida.
47. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 46, en donde una amplitud de por lo menos uno de los primeros subpulsos principales (64, 66, 68) del por lo menos un pulso de salida es aproximadamente un tercio de una amplitud máxima del por lo menos un pulso de salida.
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48. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 46, en donde una amplitud de por lo menos uno de los pocos primeros subpulsos principales (64, 66, 68) del por lo menos un pulso de salida es aproximadamente una mitad de una amplitud máxima del por lo menos un pulso de salida.
49. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 48, en donde el por lo menos un pulso de salida tiene un ancho del pulso que es mayor que aproximadamente 0,25 microsegundos.
50. El aparato según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 49, en donde un tiempo inicial del intervalo de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida está dentro del primer décimo del por lo menos un pulso de salida.
51. Un método de impartir fuerzas disruptivas a un objetivo, que comprende:
generar por lo menos un pulso de salida usando una fuente de excitación que comprende una lámpara de destello o un diodo láser, el por lo menos un pulso de salida teniendo un ancho del pulso de hasta aproximadamente 300 microsegundos definido entre un principio del por lo menos un pulso y un final del por lo menos un pulso, una amplitud pico y un intervalo de la mitad máxima del ancho completo el cual, cuando está representado en un eje de tiempo del gráfico que ilustra el por lo menos un pulso, se define a partir de un tiempo inicial, donde la amplitud del por lo menos pulso primero alcanza una mitad de la amplitud pico dentro del ancho del pulso, hasta un tiempo final donde la amplitud alcanza una mitad de la amplitud pico un tiempo final dentro del ancho del pulso, la localización del intervalo de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida a lo largo del eje de tiempo relativo al ancho del pulso que está más cercano al principio del por lo menos un pulso que al final del por lo menos un pulso;
dirigir las partículas del fluido desde una salida de fluido para recibir energía del por lo menos un pulso e impartir las fuerzas disruptivas al objetivo.
52. El método según lo establecido en la reivindicación 51, en donde el diodo láser se configura para funcionar a una frecuencia dentro de un intervalo desde aproximadamente 1 Hz hasta aproximadamente 100 Hz.
53. El método según lo establecido en la reivindicación 51, en donde la fuente de excitación comprende un inductor (39) que tiene una inductancia de aproximadamente 50 microhenrios, un condensador (35) que se acopla al inductor y que tiene una capacitancia de aproximadamente 50 microfaradios, y una lámpara de destello (41) acoplada al inductor, y en donde por lo menos se genera un pulso de salida usando una barra del láser.
54. El método según lo establecido en la reivindicación 51, en donde la fuente de excitación comprende un inductor (39) que tiene una inductancia menor que aproximadamente 16 microhenrios, un condensador (35) que se acopla al inductor y el cual tiene una capacitancia de aproximadamente 50 microfaradios, y una lámpara de destello (41) acoplada al inductor, el por lo menos un pulso de salida siendo generado usando la fuente de excitación y una barra del láser.
55. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 54, la salida de fluido que dirige las partículas del fluido para cruzarse y por lo menos interactuar parcialmente con el por lo menos un pulso de salida.
56. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 55, la salida del fluido comprendiendo un atomizador.
57. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 56 por lo menos un pulso de salida que tiene una longitud de onda que es absorbida sustancialmente por al menos una porción de las partículas del fluido.
58. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 57, el por lo menos un pulso de salida comprendiendo una pluralidad de pulsos de salida.
59. El método según lo establecido en la reivindicación 58, en donde la pluralidad de pulsos de salida tiene una frecuencia dentro de un intervalo de aproximadamente 1 Hertz hasta aproximadamente 100 Hertz.
60. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 59, las fuerzas disruptivas comprendiendo fuerzas de corte.
61. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 60, las fuerzas disruptivas comprendiendo fuerzas de ablación.
62. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 61, siendo generado el por lo menos un pulso de salida usando un láser que tiene una de una longitud de onda dentro de un intervalo desde aproximadamente 2,69 hasta aproximadamente 2,80 micrómetros y una longitud de onda de aproximadamente 2,94 micrómetros.
63. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 62, siendo generado el por lo menos un pulso de salida usando un láser de entre los siguientes: un Er:YAG, un Er:YSGG, un Er, Cr:YSGG y un CTE:YAG.
64. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 63, en donde la impartición de fuerzas disruptivas al objetivo comprende impartir fuerzas disruptivas a uno entre diente, hueso, cartílago y tejido blando.
65. El método según lo establecido en cualquiera de las reivindicaciones 51 a 64, en donde las partículas del fluido comprenden el agua.
66. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 65, la salida del fluido colocando fluido en un volumen en la proximidad cercana al objetivo, y la fuente de excitación dirigiendo energía electromagnética dentro del volumen en la proximidad cercana al objetivo para hacer que las fuerzas disruptivas sean impartidas al objetivo.
67. El método según lo establecido en alianza con una de las reivindicaciones 51 a 66, en donde un valor de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida está en un intervalo de aproximadamente 0,025 hasta aproximadamente 250 microsegundos.
68. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 66, en donde un valor de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida está en un intervalo desde 10 a 150 microsegundos.
69. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 66, en donde un valor de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida es aproximadamente 70 microsegundos.
70. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones hasta la 69, en donde el por lo menos un pulso de salida comprende un borde principal que tiene una pendiente que es mayor que o igual a aproximadamente 5, siendo definida la pendiente en un trazado del por lo menos un pulso de salida como y sobre x (y/x) donde y es amplitud y x es tiempo en microsegundos.
71. El método según lo establecido en la reivindicación 70, en donde la variable y en el trazado denota energía electromagnética.
72. El método según lo establecido en la reivindicación 70, en donde la pendiente es mayor que o igual a aproximadamente 10.
73. El método según lo establecido en la reivindicación 70, en donde la pendiente es mayor que o igual a aproximadamente 40.
74. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 73, en donde el por lo menos un pulso de salida tiene un ancho del pulso dentro de un intervalo desde aproximadamente 0,25 microsegundos hasta aproximadamente 300 microsegundos.
75. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 74, en donde el por lo menos un pulso de salida tiene un ancho del pulso dentro de un intervalo de aproximadamente 100 microsegundos a aproximadamente 300 microsegundos.
76. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones hasta la 75, el por lo menos un pulso de salida teniendo un ancho del pulso de aproximadamente 200 microsegundos.
77. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 76, el por lo menos un pulso de salida que comprende una pluralidad de pulsos de salida que tienen una frecuencia dentro de un intervalo de aproximadamente 1 Hertz hasta aproximadamente 100 Hz.
78. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones hasta la 76, el por lo menos un pulso de salida comprendiendo una pluralidad de pulsos de salida que tienen una frecuencia de aproximadamente 20 Hertz.
79. El método según lo establecido en la reivindicación 51 y cualquier reivindicación dependiente de ella, siendo generado el por lo menos un pulso de salida de acuerdo con por lo menos un pulso de corriente que controla una lámpara de destello, el por lo menos un pulso de corriente comprendiendo un borde principal que tiene una pendiente que es mayor que o igual a aproximadamente 5, siendo definida la pendiente en un trazado del por lo menos un pulso de corriente como y sobre x (y/x) en donde y es la amplitud de la corriente en amperios y x es el tiempo en microsegundos.
80. El método según lo establecido en la reivindicación 79, el por lo menos un pulso de corriente teniendo un ancho en un intervalo desde aproximadamente 0,25 microsegundos hasta aproximadamente 300 microsegundos.
81. El método según lo establecido en la reivindicación 80, el por lo menos un pulso de corriente teniendo un ancho de pulso dentro de un intervalo desde aproximadamente 100 microsegundos hasta aproximadamente 300 microsegundos.
82. El método según lo establecido en la reivindicación 81, en donde:
el ancho del pulso es aproximadamente 200 microsegundos; y
un valor de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida es aproximadamente 70 microsegundos.
83. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones hasta la 82, en donde:
el intervalo de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida está situado dentro del primer tercio del por lo menos un pulso de salida; y
un tiempo inicial del intervalo de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida está dentro de unos primeros 10 a 15 microsegundos del por lo menos un pulso de salida.
84. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones hasta la 83, en donde un tiempo inicial del intervalo de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida está dentro de unos primeros 12,5 microsegundos del por lo menos un pulso de salida.
85. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones hasta la 84, en donde una amplitud de por lo menos uno de los pocos primeros subpulsos principales del por lo menos un pulso de salida es alrededor de un tercio de una amplitud máxima del al menos un pulso de salida.
86. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 84, en donde una amplitud de por lo menos uno de los pocos primeros subpulsos principales del por lo menos un pulso de salida es alrededor de una mitad de una amplitud máxima del al menos un pulso de salida.
87. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 86, en donde el por lo menos un pulso de salida tiene un ancho del pulso que es mayor que aproximadamente 0,25 microsegundos.
88. El método según lo establecido en una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 87, en donde un tiempo inicial del intervalo de la mitad máxima del ancho completo del por lo menos un pulso de salida está dentro de un primer décimo del por lo menos un pulso de salida.
89. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 51 a 88, en donde el método se realiza usando la estructura que incluye un inductor, un condensador, y una lámpara de destello según lo reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9.
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