Важливі параметри характеристики продуктивності лазерної системи

1. Довжина хвилі (одиниця вимірювання: нм - мкм)

Theдовжина хвилі лазерапредставляє довжину хвилі електромагнітної хвилі, яку переносить лазер. Порівняно з іншими типами світла, важливою особливістюлазерполягає в тому, що він монохроматичний, що означає, що його довжина хвилі дуже чиста і має лише одну чітко визначену частоту.

Різниця між різними довжинами хвиль лазера:

Довжина хвилі червоного лазера зазвичай становить від 630 нм до 680 нм, а випромінюване світло є червоним, і це також найпоширеніший лазер (в основному використовується в галузі медичного харчування тощо);

Довжина хвилі зеленого лазера зазвичай становить близько 532 нм (використовується в основному в галузі лазерної локації тощо);

Довжина хвилі синього лазера зазвичай становить від 400 нм до 500 нм (в основному використовується для лазерної хірургії);

Ультрафіолетовий лазер між 350 нм-400 нм (використовується переважно в біомедицині);

Інфрачервоний лазер є найбільш специфічним. Залежно від діапазону довжин хвиль та області застосування, довжина хвилі інфрачервоного лазера зазвичай знаходиться в діапазоні 700 нм-1 мм. Інфрачервоний діапазон можна додатково розділити на три піддіапазони: ближній інфрачервоний (NIR), середній інфрачервоний (MIR) та далекий інфрачервоний (FIR). Діапазон довжин хвиль ближнього інфрачервоного випромінювання становить приблизно 750 нм-1400 нм, що широко використовується в оптичному зв'язку, біомедичній візуалізації та інфрачервоному обладнанні нічного бачення.

2. Потужність та енергія (одиниця вимірювання: Вт або Дж)

Потужність лазеравикористовується для опису оптичної вихідної потужності лазера безперервної хвилі (CW) або середньої потужності імпульсного лазера. Крім того, імпульсні лазери характеризуються тим, що енергія їх імпульсу пропорційна середній потужності та обернено пропорційна частоті повторення імпульсу, а лазери з вищою потужністю та енергією зазвичай виробляють більше відхідного тепла.

Більшість лазерних променів мають гауссівський профіль променя, тому опромінення та потік є найвищими на оптичній осі лазера та зменшуються зі збільшенням відхилення від оптичної осі. Інші лазери мають профілі променя з плоскою вершиною, які, на відміну від гауссових променів, мають постійний профіль опромінення по всьому поперечному перерізу лазерного променя та швидке зниження інтенсивності. Тому лазери з плоскою вершиною не мають пікової опроміненості. Пікова потужність гауссового променя вдвічі більша, ніж у променя з плоскою вершиною з такою ж середньою потужністю.

3. Тривалість імпульсу (одиниця вимірювання: від фс до мс)

Тривалість лазерного імпульсу (тобто ширина імпульсу) – це час, необхідний лазеру для досягнення половини максимальної оптичної потужності (FWHM).

 

4. Частота повторення (одиниця вимірювання: Гц - МГц)

Частота повторенняімпульсний лазер(тобто частота повторення імпульсів) описує кількість імпульсів, що випромінюються за секунду, тобто обернену величину інтервалу між імпульсами в часовій послідовності. Частота повторення обернено пропорційна енергії імпульсу та пропорційна середній потужності. Хоча частота повторення зазвичай залежить від середовища підсилення лазера, у багатьох випадках частоту повторення можна змінювати. Вища частота повторення призводить до коротшого часу теплової релаксації поверхні та кінцевого фокусування лазерного оптичного елемента, що, у свою чергу, призводить до швидшого нагрівання матеріалу.

5. Дивергенція (типова одиниця: мрад)

Хоча лазерні промені зазвичай вважаються колімуючими, вони завжди містять певну дивергенцію, яка описує ступінь розбіжності променя на збільшеній відстані від перетяжки лазерного променя через дифракцію. У застосуваннях з великими робочими відстанями, таких як системи лідару, де об'єкти можуть знаходитися за сотні метрів від лазерної системи, дивергенція стає особливо важливою проблемою.

6. Розмір плями (одиниця вимірювання: мкм)

Розмір плями сфокусованого лазерного променя описує діаметр променя у фокальній точці фокусуючої лінзової системи. У багатьох застосуваннях, таких як обробка матеріалів та медична хірургія, метою є мінімізація розміру плями. Це максимізує щільність потужності та дозволяє створювати особливо дрібнозернисті елементи. Асферичні лінзи часто використовуються замість традиційних сферичних лінз для зменшення сферичних аберацій та зменшення розміру фокальної плями.

7. Робоча відстань (одиниця вимірювання: мкм - м)

Робоча відстань лазерної системи зазвичай визначається як фізична відстань від кінцевого оптичного елемента (зазвичай фокусуючої лінзи) до об'єкта або поверхні, на якій фокусується лазер. Деякі застосування, такі як медичні лазери, зазвичай прагнуть мінімізувати робочу відстань, тоді як інші, такі як дистанційне зондування, зазвичай прагнуть максимізувати діапазон робочої відстані.