Važni parametri karakterizacije performansi laserskog sustava

1. Valna duljina (jedinica: nm do μm)

Thevalna duljina laserapredstavlja valnu duljinu elektromagnetskog vala nošenog laserom. U usporedbi s drugim vrstama svjetla, važna značajkalaserje da je monokromatski, što znači da je njegova valna duljina vrlo čista i da ima samo jednu dobro definiranu frekvenciju.

Razlika između različitih valnih duljina lasera:

Valna duljina crvenog lasera općenito je između 630nm-680nm, a emitirana svjetlost je crvena, a također je i najčešći laser (uglavnom se koristi u području medicinskog svjetla za hranjenje itd.);

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

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

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

Infracrveni laser je najposebniji, prema rasponu valne duljine i polju primjene, valna duljina infracrvenog lasera općenito se nalazi u rasponu od 700nm-1mm. Infracrveni pojas može se dalje podijeliti u tri podpojasa: blisko infracrveno (NIR), srednje infracrveno (MIR) i daleko infracrveno (FIR). Bliski infracrveni raspon valnih duljina je oko 750nm-1400nm, što se široko koristi u komunikaciji optičkim vlaknima, biomedicinskim slikama i infracrvenoj opremi za noćno gledanje.

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

Snaga laserakoristi se za opisivanje izlazne optičke snage lasera s kontinuiranim valom (CW) ili prosječne snage pulsirajućeg lasera. Uz to, pulsirajuće lasere karakterizira činjenica da im je energija impulsa proporcionalna prosječnoj snazi ​​i obrnuto proporcionalna brzini ponavljanja impulsa, a laseri veće snage i energije obično proizvode više otpadne topline.

Većina laserskih zraka ima profil Gaussove zrake, tako da su zračenje i tok najveći na optičkoj osi lasera i smanjuju se kako se odstupanje od optičke osi povećava. Drugi laseri imaju profile snopa s ravnim vrhom koji, za razliku od Gaussovih snopa, imaju konstantan profil zračenja preko presjeka laserskog snopa i brzi pad intenziteta. Stoga laseri s ravnim vrhom nemaju vršnu radijaciju. Vršna snaga Gaussovog snopa dvostruko je veća od snopa s ravnim vrhom s istom prosječnom snagom.

3. Trajanje impulsa (jedinica: fs do ms)

Trajanje laserskog pulsa (tj. širina pulsa) je vrijeme koje je potrebno da laser dosegne polovicu maksimalne optičke snage (FWHM).

 

4. Brzina ponavljanja (jedinica: Hz do MHz)

Stopa ponavljanja apulsni laser(tj. brzina ponavljanja impulsa) opisuje broj emitiranih impulsa u sekundi, odnosno recipročnu vrijednost razmaka impulsa vremenskog slijeda. Brzina ponavljanja je obrnuto proporcionalna energiji pulsa i proporcionalna prosječnoj snazi. Iako brzina ponavljanja obično ovisi o mediju laserskog pojačanja, u mnogim slučajevima stopa ponavljanja može se promijeniti. Veća stopa ponavljanja rezultira kraćim vremenom toplinske relaksacije za površinu i konačni fokus laserskog optičkog elementa, što zauzvrat dovodi do bržeg zagrijavanja materijala.

5. Divergencija (tipična jedinica: mrad)

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

6. Veličina točke (jedinica: μm)

Veličina točke fokusirane laserske zrake opisuje promjer zrake u žarišnoj točki sustava leća za fokusiranje. U mnogim primjenama, kao što je obrada materijala i medicinska kirurgija, cilj je minimizirati veličinu točke. To maksimizira gustoću snage i omogućuje stvaranje osobito finih karakteristika. Asferične leće često se koriste umjesto tradicionalnih sferičnih leća kako bi se smanjile sferne aberacije i stvorila manja žarišna točka.

7. Radna udaljenost (jedinica: μm do m)

Radna udaljenost laserskog sustava obično se definira kao fizička udaljenost od konačnog optičkog elementa (obično fokusirajuće leće) do objekta ili površine na koju laser fokusira. Određene primjene, kao što su medicinski laseri, obično nastoje minimizirati radnu udaljenost, dok druge, kao što je daljinsko očitavanje, obično imaju za cilj maksimizirati svoj radni raspon udaljenosti.