Dôležité parametre charakterizácie výkonu laserového systému

1. Vlnová dĺžka (jednotka: nm až μm)

Ten/Tá/Tovlnová dĺžka laserupredstavuje vlnovú dĺžku elektromagnetickej vlny prenášanej laserom. V porovnaní s inými typmi svetla je dôležitou vlastnosťoulaserje, že je monochromatický, čo znamená, že jeho vlnová dĺžka je veľmi čistá a má iba jednu dobre definovanú frekvenciu.

Rozdiel medzi rôznymi vlnovými dĺžkami laseru:

Vlnová dĺžka červeného laseru je vo všeobecnosti medzi 630 nm a 680 nm a vyžarované svetlo je červené a je tiež najbežnejším laserom (používaným hlavne v oblasti lekárskeho kŕmneho svetla atď.);

Vlnová dĺžka zeleného laseru je vo všeobecnosti okolo 532 nm (používa sa hlavne v oblasti laserového merania vzdialenosti atď.);

Vlnová dĺžka modrého laseru je vo všeobecnosti medzi 400 nm a 500 nm (používa sa hlavne na laserovú chirurgiu);

UV laser medzi 350 nm a 400 nm (používaný hlavne v biomedicíne);

Infračervený laser je najšpeciálnejší. Podľa rozsahu vlnových dĺžok a oblasti použitia sa vlnová dĺžka infračerveného lasera zvyčajne nachádza v rozsahu 700 nm – 1 mm. Infračervené pásmo možno ďalej rozdeliť na tri podpásma: blízke infračervené žiarenie (NIR), stredné infračervené žiarenie (MIR) a ďaleké infračervené žiarenie (FIR). Rozsah vlnových dĺžok blízkeho infračerveného žiarenia je približne 750 nm – 1400 nm a široko sa používa v optickej komunikácii, biomedicínskom zobrazovaní a infračervených zariadeniach pre nočné videnie.

2. Výkon a energia (jednotka: W alebo J)

Výkon laserusa používa na opis optického výkonu laseru s kontinuálnou vlnou (CW) alebo priemerného výkonu pulzného laseru. Okrem toho sa pulzné lasery vyznačujú tým, že ich energia impulzu je úmerná priemernému výkonu a nepriamo úmerná opakovacej frekvencii impulzu a lasery s vyšším výkonom a energiou zvyčajne produkujú viac odpadového tepla.

Väčšina laserových lúčov má gaussovský profil lúča, takže ožiarenie aj tok sú najvyššie na optickej osi lasera a klesajú so zvyšujúcou sa odchýlkou ​​od optickej osi. Iné lasery majú profily lúča s plochým vrcholom, ktoré na rozdiel od gaussovských lúčov majú konštantný profil ožiarenia v priereze laserového lúča a rýchly pokles intenzity. Preto lasery s plochým vrcholom nemajú špičkové ožiarenie. Špičkový výkon gaussovského lúča je dvojnásobný oproti lúču s plochým vrcholom s rovnakým priemerným výkonom.

3. Trvanie impulzu (jednotka: fs až ms)

Trvanie laserového impulzu (t. j. šírka impulzu) je čas, ktorý laser potrebuje na dosiahnutie polovice maximálneho optického výkonu (FWHM).

 

4. Opakovacia frekvencia (jednotka: Hz až MHz)

Opakovací pomer apulzný laser(t. j. frekvencia opakovania impulzov) opisuje počet impulzov emitovaných za sekundu, teda prevrátenú hodnotu časovej sekvencie rozstupu impulzov. Frekvencia opakovania je nepriamo úmerná energii impulzu a úmerná priemernému výkonu. Hoci frekvencia opakovania zvyčajne závisí od zosilňovacieho média laseru, v mnohých prípadoch sa dá frekvencia opakovania zmeniť. Vyššia frekvencia opakovania má za následok kratší tepelný relaxačný čas pre povrch a konečné zaostrenie laserového optického prvku, čo následne vedie k rýchlejšiemu ohrevu materiálu.

5. Divergencia (typická jednotka: mrad)

Hoci sa laserové lúče vo všeobecnosti považujú za kolimačné, vždy obsahujú určitú mieru divergencie, ktorá opisuje mieru, do akej sa lúč rozbieha v rastúcej vzdialenosti od pása laserového lúča v dôsledku difrakcie. V aplikáciách s dlhými pracovnými vzdialenosťami, ako sú systémy liDAR, kde objekty môžu byť od laserového systému vzdialené stovky metrov, sa divergencia stáva obzvlášť dôležitým problémom.

6. Veľkosť bodu (jednotka: μm)

Veľkosť bodu zaostreného laserového lúča opisuje priemer lúča v ohnisku systému zaostrovacích šošoviek. V mnohých aplikáciách, ako je spracovanie materiálov a lekárska chirurgia, je cieľom minimalizovať veľkosť bodu. To maximalizuje hustotu výkonu a umožňuje vytváranie obzvlášť jemnozrnných prvkov. Namiesto tradičných sférických šošoviek sa často používajú asférické šošovky, aby sa znížili sférické aberácie a vytvorila sa menšia veľkosť ohniskovej stopy.

7. Pracovná vzdialenosť (jednotka: μm až m)

Prevádzková vzdialenosť laserového systému sa zvyčajne definuje ako fyzická vzdialenosť od konečného optického prvku (zvyčajne zaostrovacej šošovky) k objektu alebo povrchu, na ktorý laser zaostruje. Niektoré aplikácie, ako napríklad lekárske lasery, sa zvyčajne snažia minimalizovať prevádzkovú vzdialenosť, zatiaľ čo iné, ako napríklad diaľkový prieskum Zeme, sa zvyčajne snažia maximalizovať dosah prevádzkovej vzdialenosti.