Važni parametri karakterizacije performansi laserskog sustava

1. Valna duljina (jedinica: nm do μm)

Thevalna duljina laserapredstavlja valnu duljinu elektromagnetskog vala koji prenosi laser. U usporedbi s drugim vrstama svjetlosti, važna značajkalaserjest da je monokromatski, što znači da mu je valna duljina vrlo čista i ima samo jednu dobro definiranu frekvenciju.

Razlika između različitih valnih duljina lasera:

Valna duljina crvenog lasera je općenito između 630nm i 680nm, a emitirana svjetlost je crvene boje, te je ujedno i najčešći laser (uglavnom se koristi u području medicinske svjetlosti za hranjenje itd.);

Valna duljina zelenog lasera je općenito oko 532 nm (uglavnom se koristi u području laserskog mjerenja udaljenosti itd.);

Valna duljina plavog lasera je općenito između 400nm-500nm (uglavnom se koristi za lasersku kirurgiju);

UV laser između 350nm-400nm (uglavnom se koristi u biomedicini);

Infracrveni laser je najspecifičniji. Prema rasponu valnih duljina i području primjene, valna duljina infracrvenog lasera općenito se nalazi u rasponu od 700 nm do 1 mm. Infracrveni pojas može se dalje podijeliti na tri podopsega: bliski infracrveni (NIR), srednji infracrveni (MIR) i daleko infracrveni (FIR). Raspon valnih duljina bliskog infracrvenog zračenja je oko 750 nm do 1400 nm, što ga čini široko korištenim u optičkoj komunikaciji, biomedicinskom snimanju i opremi za infracrveno noćno gledanje.

2. Snaga i energija (jedinica: W ili J)

Snaga laserakoristi se za opis optičke snage kontinuiranog valnog (CW) lasera ili prosječne snage pulsirajućeg lasera. Osim toga, pulsirajući laseri karakteriziraju se činjenicom da je njihova energija pulsa proporcionalna prosječnoj snazi ​​i obrnuto proporcionalna brzini ponavljanja pulsa, a laseri s većom snagom i energijom obično proizvode više otpadne topline.

Većina laserskih snopova ima Gaussov profil snopa, tako da su ozračenost i fluks najveći na optičkoj osi lasera i smanjuju se s povećanjem odstupanja od optičke osi. Drugi laseri imaju profile snopa s ravnim vrhom koji, za razliku od Gaussovih snopova, imaju konstantan profil ozračenosti preko presjeka laserskog snopa i brzi pad intenziteta. Stoga laseri s ravnim vrhom nemaju vršnu ozračenost. Vršna snaga Gaussovog snopa je dvostruko veća od snage snopa s ravnim vrhom iste prosječne snage.

3. Trajanje impulsa (jedinica: fs do ms)

Trajanje laserskog impulsa (tj. širina impulsa) je vrijeme potrebno da laser dostigne polovicu maksimalne optičke snage (FWHM).

 

4. Brzina ponavljanja (jedinica: Hz do MHz)

Brzina ponavljanjapulsirajući laser(tj. brzina ponavljanja impulsa) opisuje broj impulsa emitiranih u sekundi, odnosno recipročnu vrijednost razmaka impulsa vremenskog slijeda. Brzina ponavljanja obrnuto je proporcionalna energiji impulsa i proporcionalna prosječnoj snazi. Iako brzina ponavljanja obično ovisi o mediju laserskog pojačanja, u mnogim slučajevima brzina ponavljanja može se mijenjati. Veća brzina ponavljanja rezultira kraćim vremenom toplinske relaksacije površine i konačnog fokusa laserskog optičkog elementa, što zauzvrat dovodi do bržeg zagrijavanja materijala.

5. Divergencija (tipična jedinica: mrad)

Iako se laserske zrake općenito smatraju kolimatornima, one uvijek sadrže određenu količinu divergencije, koja opisuje stupanj u kojem se snop divergira na sve većoj udaljenosti od struka laserske zrake zbog difrakcije. U primjenama s velikim radnim udaljenostima, kao što su liDAR sustavi, gdje objekti mogu biti udaljeni stotinama metara od laserskog sustava, divergencija postaje posebno važan problem.

6. Veličina točke (jedinica: μm)

Veličina točke fokusirane laserske zrake opisuje promjer snopa u žarišnoj točki sustava fokusirajućih leća. U mnogim primjenama, kao što su obrada materijala i medicinska kirurgija, cilj je minimizirati veličinu točke. To maksimizira gustoću snage i omogućuje stvaranje posebno fino zrnatih značajki. Asferične leće često se koriste umjesto tradicionalnih sferičnih leća kako bi se smanjile sferne aberacije i stvorila manja veličina žarišne točke.

7. Radna udaljenost (jedinica: μm do m)

Radna udaljenost laserskog sustava obično se definira kao fizička udaljenost od konačnog optičkog elementa (obično leće za fokusiranje) do objekta ili površine na koju se laser fokusira. Određene primjene, poput medicinskih lasera, obično nastoje smanjiti radnu udaljenost, dok druge, poput daljinskog istraživanja, obično nastoje maksimizirati svoj raspon radne udaljenosti.