Viktige ytelseskarakteriseringsparametere for lasersystemet

1. Bølgelengde (enhet: nm til μm)

Delaser bølgelengderepresenterer bølgelengden til den elektromagnetiske bølgen som bæres av laseren. Sammenlignet med andre typer lys, en viktig egenskap vedlaserer at den er monokromatisk, noe som betyr at dens bølgelengde er veldig ren og den har bare én veldefinert frekvens.

Forskjellen mellom ulike bølgelengder av laser:

Bølgelengden til rød laser er vanligvis mellom 630nm-680nm, og lyset som sendes ut er rødt, og det er også den vanligste laseren (hovedsakelig brukt innen medisinsk fôringslys, etc.);

Bølgelengden til grønn laser er vanligvis omtrent 532nm, (hovedsakelig brukt innen laseravstandsmåling, etc.);

Blå laserbølgelengde er vanligvis mellom 400nm-500nm (hovedsakelig brukt til laserkirurgi);

Uv-laser mellom 350nm-400nm (hovedsakelig brukt i biomedisin);

Infrarød laser er den mest spesielle, i henhold til bølgelengdeområdet og applikasjonsfeltet er infrarød laserbølgelengde vanligvis plassert i området 700nm-1mm. Det infrarøde båndet kan videre deles inn i tre underbånd: nær infrarødt (NIR), mellominfrarødt (MIR) og langt infrarødt (FIR). Det nær-infrarøde bølgelengdeområdet er omtrent 750nm-1400nm, som er mye brukt i optisk fiberkommunikasjon, biomedisinsk bildebehandling og infrarødt nattsynsutstyr.

2. Effekt og energi (enhet: W eller J)

Laserkraftbrukes til å beskrive den optiske utgangseffekten til en kontinuerlig bølgelaser (CW) eller gjennomsnittseffekten til en pulserende laser. I tillegg kjennetegnes pulserende lasere ved at deres pulsenergi er proporsjonal med gjennomsnittseffekten og omvendt proporsjonal med repetisjonshastigheten til pulsen, og lasere med høyere effekt og energi produserer vanligvis mer spillvarme.

De fleste laserstråler har en Gaussisk stråleprofil, så irradiansen og fluksen er begge høyest på laserens optiske akse og avtar når avviket fra den optiske aksen øker. Andre lasere har flattoppede stråleprofiler som, i motsetning til gaussiske stråler, har en konstant innstrålingsprofil over laserstrålens tverrsnitt og en rask nedgang i intensitet. Flat-top-lasere har derfor ikke toppbestråling. Toppeffekten til en gaussisk stråle er dobbelt så stor som for en flattoppet stråle med samme gjennomsnittseffekt.

3. Pulsvarighet (enhet: fs til ms)

Laserpulsvarigheten (dvs. pulsbredden) er tiden det tar for laseren å nå halvparten av maksimal optisk effekt (FWHM).

 

4. Gjentakelsesfrekvens (enhet: Hz til MHz)

Gjentakelsesfrekvensen til enpulserende laser(dvs. pulsrepetisjonshastigheten) beskriver antall pulser som sendes ut per sekund, det vil si det resiproke av tidssekvensens pulsavstand. Gjentakelseshastigheten er omvendt proporsjonal med pulsenergien og proporsjonal med gjennomsnittseffekten. Selv om repetisjonsfrekvensen vanligvis avhenger av laserforsterkningsmediet, kan repetisjonsfrekvensen i mange tilfeller endres. En høyere repetisjonshastighet resulterer i en kortere termisk relaksasjonstid for overflaten og sluttfokuset til det laseroptiske elementet, noe som igjen fører til raskere oppvarming av materialet.

5. Divergens (typisk enhet: mrad)

Selv om laserstråler generelt er sett på som kollimerende, inneholder de alltid en viss divergens, som beskriver i hvilken grad strålen divergerer over en økende avstand fra midjen til laserstrålen på grunn av diffraksjon. I applikasjoner med lange arbeidsavstander, for eksempel liDAR-systemer, hvor objekter kan være hundrevis av meter unna lasersystemet, blir divergens et spesielt viktig problem.

6. Flekkstørrelse (enhet: μm)

Punktstørrelsen til den fokuserte laserstrålen beskriver strålediameteren ved fokuspunktet til fokuseringslinsesystemet. I mange applikasjoner, som materialbehandling og medisinsk kirurgi, er målet å minimere punktstørrelsen. Dette maksimerer krafttettheten og gjør det mulig å lage spesielt finkornede funksjoner. Asfæriske linser brukes ofte i stedet for tradisjonelle sfæriske linser for å redusere sfæriske aberrasjoner og produsere en mindre brennpunktstørrelse.

7. Arbeidsavstand (enhet: μm til m)

Driftsavstanden til et lasersystem er vanligvis definert som den fysiske avstanden fra det endelige optiske elementet (vanligvis en fokuseringslinse) til objektet eller overflaten som laseren fokuserer på. Enkelte applikasjoner, for eksempel medisinske lasere, søker vanligvis å minimere driftsavstanden, mens andre, for eksempel fjernmåling, vanligvis tar sikte på å maksimere driftsavstanden.