Parametri importanți de caracterizare a performanței sistemului laser

1. Lungime de undă (unitate: nm la μm)

Thelungimea de unda laserreprezintă lungimea de undă a undei electromagnetice purtate de laser. În comparație cu alte tipuri de lumină, o caracteristică importantă alasereste că este monocromatic, ceea ce înseamnă că lungimea sa de undă este foarte pură și are o singură frecvență bine definită.

Diferența dintre diferitele lungimi de undă ale laserului:

Lungimea de undă a laserului roșu este în general între 630nm-680nm, iar lumina emisă este roșie și este, de asemenea, cel mai comun laser (utilizat în principal în domeniul luminii de alimentare medicală etc.);

Lungimea de undă a laserului verde este, în general, de aproximativ 532 nm, (folosită în principal în domeniul laserului, etc.);

Lungimea de undă a laserului albastru este în general între 400nm-500nm (folosită în principal pentru operațiile cu laser);

Laser UV între 350nm-400nm (folosit în principal în biomedicină);

Laserul cu infraroșu este cel mai special, în funcție de intervalul de lungimi de undă și domeniul de aplicare, lungimea de undă a laserului infraroșu este în general situată în intervalul 700nm-1mm. Banda de infraroșu poate fi împărțită în trei sub-benzi: infraroșu apropiat (NIR), infraroșu mediu (MIR) și infraroșu îndepărtat (FIR). Intervalul de lungimi de undă în infraroșu apropiat este de aproximativ 750nm-1400nm, care este utilizat pe scară largă în comunicațiile cu fibră optică, imagistica biomedicală și echipamentele de viziune nocturnă în infraroșu.

2. Putere și energie (unitate: W sau J)

Putere lasereste folosit pentru a descrie puterea optică de ieșire a unui laser cu undă continuă (CW) sau puterea medie a unui laser în impulsuri. În plus, laserele cu impulsuri se caracterizează prin faptul că energia pulsului lor este proporțională cu puterea medie și invers proporțională cu rata de repetare a impulsului, iar laserele cu putere și energie mai mari produc de obicei mai multă căldură reziduală.

Majoritatea fasciculelor laser au un profil de fascicul Gaussian, astfel încât iradierea și fluxul sunt ambele cele mai mari pe axa optică a laserului și scad pe măsură ce abaterea de la axa optică crește. Alte lasere au profiluri ale fasciculului cu vârf plat care, spre deosebire de fasciculele gaussiene, au un profil de iradiere constant pe secțiunea transversală a fasciculului laser și o scădere rapidă a intensității. Prin urmare, laserele cu vârf plat nu au iradiere maximă. Puterea de vârf a unui fascicul Gaussian este de două ori mai mare decât a unui fascicul cu vârf plat cu aceeași putere medie.

3. Durata impulsului (unitate: fs la ms)

Durata impulsului laser (adică lățimea impulsului) este timpul necesar pentru ca laserul să atingă jumătate din puterea optică maximă (FWHM).

 

4. Rata de repetare (unitate: Hz la MHz)

Rata de repetare a alaser pulsat(adică rata de repetare a impulsurilor) descrie numărul de impulsuri emise pe secundă, adică inversul distanței dintre impulsurile secvenței de timp. Rata de repetiție este invers proporțională cu energia pulsului și proporțională cu puterea medie. Deși rata de repetiție depinde de obicei de mediul de câștig laser, în multe cazuri, rata de repetiție poate fi modificată. O rată mai mare de repetiție are ca rezultat un timp de relaxare termică mai scurt pentru suprafața și focalizarea finală a elementului optic laser, ceea ce, la rândul său, duce la încălzirea mai rapidă a materialului.

5. Divergență (unitate tipică: mrad)

Deși în general fasciculele laser sunt considerate colimatoare, ele conțin întotdeauna o anumită divergență, care descrie măsura în care fasciculul diverge pe o distanță crescândă de la talia fasciculului laser din cauza difracției. În aplicațiile cu distanțe mari de lucru, cum ar fi sistemele liDAR, unde obiectele pot fi la sute de metri distanță de sistemul laser, divergența devine o problemă deosebit de importantă.

6. Dimensiunea spotului (unitate: μm)

Dimensiunea spotului fasciculului laser focalizat descrie diametrul fasciculului la punctul focal al sistemului de lentile de focalizare. În multe aplicații, cum ar fi prelucrarea materialelor și chirurgia medicală, scopul este de a minimiza dimensiunea spotului. Acest lucru maximizează densitatea de putere și permite crearea de caracteristici deosebit de fin. Lentilele asferice sunt adesea folosite în locul lentilelor sferice tradiționale pentru a reduce aberațiile sferice și pentru a produce o dimensiune mai mică a punctului focal.

7. Distanța de lucru (unitate: μm la m)

Distanța de funcționare a unui sistem laser este de obicei definită ca distanța fizică de la elementul optic final (de obicei o lentilă de focalizare) până la obiectul sau suprafața pe care se concentrează laserul. Anumite aplicații, cum ar fi laserele medicale, caută de obicei să minimizeze distanța de operare, în timp ce altele, cum ar fi teledetecția, urmăresc de obicei să maximizeze intervalul de distanță de operare.