Parametri importanți de caracterizare a performanței sistemului laser

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

Cel/Cea/Cei/Celelungimea de undă a laseruluireprezintă lungimea de undă a undei electromagnetice transportate de laser. Comparativ cu alte tipuri de lumină, o caracteristică importantă alasereste că este monocromatică, 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, fiind, 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 (utilizată în principal în domeniul măsurătorilor laser etc.);

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

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

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

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

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

Majoritatea fasciculelor laser au un profil 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 profile de fascicul cu vârf plat care, spre deosebire de fasciculele gaussiene, au un profil de iradiere constant pe toată secțiunea transversală a fasciculului laser și o scădere rapidă a intensității. Prin urmare, laserele cu vârf plat nu au iradiere de vârf. Puterea de vârf a unui fascicul gaussian este de două ori mai mare decât cea a unui fascicul cu vârf plat cu aceeași putere medie.

3. Durata impulsului (unitate: fs până la ms)

Durata impulsului laser (adică lățimea impulsului) este timpul necesar laserului pentru a atinge jumătate din puterea optică maximă (FWHM).

 

4. Rata de repetiție (unitate: Hz în MHz)

Rata de repetiție a unuilaser pulsat(adică rata de repetiție a impulsurilor) descrie numărul de impulsuri emise pe secundă, adică reciproca spațierii impulsurilor secvenței temporale. Rata de repetiție este invers proporțională cu energia impulsurilor și proporțională cu puterea medie. Deși rata de repetiție depinde de obicei de mediul cu amplificare laser, în multe cazuri, rata de repetiție poate fi modificată. O rată de repetiție mai mare 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 o încălzire mai rapidă a materialului.

5. Divergență (unitate tipică: mrad)

Deși fasciculele laser sunt în general considerate a fi colimate, acestea conțin întotdeauna o anumită divergență, care descrie măsura în care fasciculul diverge pe o distanță crescătoare față de mijlocul fasciculului laser din cauza difracției. În aplicațiile cu distanțe lungi de lucru, cum ar fi sistemele liDAR, unde obiectele se pot afla 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 în 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 unor caracteristici deosebit de fine. Lentilele asferice sunt adesea utilizate în locul lentilelor sferice tradiționale pentru a reduce aberațiile sferice și a produce o dimensiune mai mică a spotului focal.

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

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