Ważne parametry charakteryzujące wydajność systemu laserowego

1. Długość fali (jednostka: nm do μm)

Thedługość fali laseraoznacza długość fali elektromagnetycznej przenoszonej przez laser. W porównaniu do innych rodzajów światła, ważną cechąlaserjest to, że jest monochromatyczny, co oznacza, że ​​jego długość fali jest bardzo czysta i ma tylko jedną dobrze określoną częstotliwość.

Różnica między różnymi długościami fal lasera:

Długość fali czerwonego lasera wynosi zazwyczaj od 630 nm do 680 nm, a emitowane światło jest czerwone i jest to również najpopularniejszy laser (stosowany głównie w dziedzinie światła do karmienia medycznego itp.);

Długość fali zielonego lasera wynosi zazwyczaj około 532 nm (stosowana głównie w zakresie pomiaru odległości laserem itp.);

Długość fali niebieskiego lasera wynosi zazwyczaj od 400 nm do 500 nm (stosowana głównie w chirurgii laserowej);

Laser UV w zakresie 350nm-400nm (stosowany głównie w biomedycynie);

Laser na podczerwień jest najbardziej wyjątkowy, w zależności od zakresu długości fali i pola zastosowania, długość fali lasera podczerwonego mieści się zazwyczaj w zakresie 700 nm-1 mm. Pasmo podczerwieni można dalej podzielić na trzy podzakresy: bliską podczerwień (NIR), średnią podczerwień (MIR) i daleką podczerwień (FIR). Zakres długości fal bliskiej podczerwieni wynosi około 750 nm–1400 nm i jest szeroko stosowany w komunikacji światłowodowej, obrazowaniu biomedycznym i sprzęcie noktowizyjnym na podczerwień.

2. Moc i energia (jednostka: W lub J)

Moc laserasłuży do opisu mocy optycznej lasera o fali ciągłej (CW) lub średniej mocy lasera impulsowego. Ponadto lasery impulsowe charakteryzują się tym, że ich energia impulsu jest proporcjonalna do średniej mocy i odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości powtarzania impulsu, natomiast lasery o większej mocy i energii wytwarzają zwykle więcej ciepła odpadowego.

Większość wiązek laserowych ma profil wiązki gaussowskiej, więc natężenie promieniowania i strumień są najwyższe na osi optycznej lasera i zmniejszają się wraz ze wzrostem odchylenia od osi optycznej. Inne lasery mają profile wiązki o płaskim wierzchołku, które w przeciwieństwie do wiązek Gaussa mają stały profil natężenia napromienienia w całym przekroju poprzecznym wiązki lasera i szybki spadek intensywności. Dlatego lasery z płaską końcówką nie mają szczytowego natężenia promieniowania. Moc szczytowa wiązki Gaussa jest dwukrotnie większa niż w przypadku wiązki o płaskim wierzchołku i tej samej mocy średniej.

3. Czas trwania impulsu (jednostka: fs do ms)

Czas trwania impulsu lasera (tj. szerokość impulsu) to czas, w którym laser osiąga połowę maksymalnej mocy optycznej (FWHM).

 

4. Częstotliwość powtarzania (jednostka: Hz do MHz)

Częstotliwość powtarzania alaser pulsacyjny(tj. częstotliwość powtarzania impulsów) opisuje liczbę impulsów emitowanych na sekundę, to jest odwrotność odstępu między impulsami sekwencji czasowej. Częstotliwość powtarzania jest odwrotnie proporcjonalna do energii impulsu i proporcjonalna do średniej mocy. Chociaż częstotliwość powtarzania zwykle zależy od ośrodka wzmacniającego laser, w wielu przypadkach częstotliwość powtarzania można zmienić. Większa częstotliwość powtarzania powoduje krótszy czas relaksacji termicznej powierzchni i ostatecznego skupienia laserowego elementu optycznego, co z kolei prowadzi do szybszego nagrzewania materiału.

5. Rozbieżność (typowa jednostka: mrad)

Chociaż wiązki laserowe są ogólnie uważane za kolimujące, zawsze zawierają one pewną rozbieżność, która opisuje stopień, w jakim wiązka odchyla się na coraz większą odległość od pasa wiązki laserowej w wyniku dyfrakcji. W zastosowaniach wymagających dużych odległości roboczych, takich jak systemy LIDAR, gdzie obiekty mogą znajdować się setki metrów od systemu laserowego, rozbieżność staje się szczególnie istotnym problemem.

6. Rozmiar plamki (jednostka: μm)

Rozmiar plamki skupionej wiązki lasera opisuje średnicę wiązki w ognisku układu soczewek ogniskujących. W wielu zastosowaniach, takich jak obróbka materiałów i chirurgia medyczna, celem jest zminimalizowanie rozmiaru plamki. Maksymalizuje to gęstość mocy i pozwala na tworzenie szczególnie drobnoziarnistych cech. Zamiast tradycyjnych soczewek sferycznych często stosuje się soczewki asferyczne, aby zmniejszyć aberracje sferyczne i uzyskać mniejszy rozmiar ogniskowej.

7. Odległość robocza (jednostka: μm na m)

Odległość roboczą systemu laserowego definiuje się zwykle jako fizyczną odległość od końcowego elementu optycznego (zwykle soczewki skupiającej) do obiektu lub powierzchni, na której skupia się laser. Niektóre zastosowania, takie jak lasery medyczne, zazwyczaj dążą do minimalizacji odległości działania, podczas gdy inne, takie jak teledetekcja, zazwyczaj mają na celu maksymalizację zasięgu działania.