Dôležité parametre charakteristiky výkonu laserového systému

1. Vlnová dĺžka (jednotka: nm až μm)

Thevlnová dĺžka laserapredstavuje vlnovú dĺžku elektromagnetickej vlny prenášanej laserom. V porovnaní s inými druhmi svetla dôležitá vlastnosť olaserje, že je monochromatický, čo znamená, že jeho vlnová dĺžka je veľmi čistá a má len jednu dobre definovanú frekvenciu.

Rozdiel medzi rôznymi vlnovými dĺžkami lasera:

Vlnová dĺžka červeného lasera je vo všeobecnosti medzi 630nm-680nm a vyžarované svetlo je červené a je to tiež najbežnejší laser (používaný hlavne v oblasti medicínskeho kŕmneho svetla atď.);

Vlnová dĺžka zeleného lasera je vo všeobecnosti asi 532 nm (používa sa hlavne v oblasti laserového určovania vzdialenosti atď.);

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

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

Infračervený laser je najšpeciálnejší, podľa rozsahu vlnových dĺžok a aplikačného poľa sa vlnová dĺžka infračerveného lasera vo všeobecnosti nachádza v rozsahu 700nm-1mm. Infračervené pásmo možno ďalej rozdeliť na tri podpásma: blízke infračervené (NIR), stredné infračervené (MIR) a vzdialené infračervené (FIR). Blízky infračervený rozsah vlnových dĺžok je asi 750 nm až 1 400 nm, ktorý sa široko používa v komunikácii s optickými vláknami, biomedicínskom zobrazovaní a infračervenom zariadení na nočné videnie.

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

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

Väčšina laserových lúčov má gaussovský profil lúča, takže ožiarenie a tok sú najvyššie na optickej osi lasera a klesajú so zvyšujúcou sa odchýlkou ​​od optickej osi. Iné lasery majú profily lúčov s plochým vrcholom, ktoré na rozdiel od Gaussových lúčov majú konštantný profil ožiarenia naprieč prierezom laserového lúča a rýchly pokles intenzity. Preto ploché lasery nemajú maximálnu ožiarenosť. Špičkový výkon Gaussovho lúča je dvojnásobný v porovnaní s plochým lúčom s rovnakým priemerným výkonom.

3. Trvanie impulzu (jednotka: fs až ms)

Trvanie laserového pulzu (tj šírka pulzu) je čas, ktorý laser potrebuje na dosiahnutie polovice maximálneho optického výkonu (FWHM).

 

4. Opakovacia frekvencia (jednotka: Hz až MHz)

Miera opakovania apulzný laser(tj frekvencia opakovania impulzov) opisuje počet impulzov emitovaných za sekundu, to znamená prevrátenú hodnotu vzdialenosti medzi impulzmi v časovej sekvencii. Frekvencia opakovania je nepriamo úmerná energii impulzu a úmerná priemernému výkonu. Hoci frekvencia opakovania zvyčajne závisí od média zosilnenia lasera, v mnohých prípadoch je možné frekvenciu opakovania zmeniť. Vyššia opakovacia frekvencia má za následok kratší čas tepelnej relaxácie povrchu a konečného zaostrenia laserového optického prvku, čo následne vedie k rýchlejšiemu ohrevu materiálu.

5. Divergencia (typická jednotka: mrad)

Aj keď sa laserové lúče vo všeobecnosti považujú za kolimačné, vždy obsahujú určitú divergenciu, ktorá popisuje rozsah, v akom sa lúč rozbieha v rastúcej vzdialenosti od pásu laserového lúča v dôsledku difrakcie. V aplikáciách s veľkými pracovnými vzdialenosťami, ako sú systémy liDAR, kde môžu byť objekty vzdialené stovky metrov od laserového systému, 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 miesta. To maximalizuje hustotu výkonu a umožňuje vytváranie obzvlášť jemnozrnných prvkov. Asférické šošovky sa často používajú namiesto tradičných sférických šošoviek, aby sa znížili sférické aberácie a vytvorili sa menšie ohniskové body.

7. Pracovná vzdialenosť (jednotka: μm až m)

Operačná vzdialenosť laserového systému je zvyčajne definovaná ako fyzická vzdialenosť od konečného optického prvku (zvyčajne zaostrovacej šošovky) k objektu alebo povrchu, na ktorý sa laser zameriava. Niektoré aplikácie, ako napríklad medicínske lasery, sa zvyčajne snažia minimalizovať prevádzkovú vzdialenosť, zatiaľ čo iné, ako napríklad diaľkové snímanie, sa zvyčajne zameriavajú na maximalizáciu rozsahu prevádzkovej vzdialenosti.