Viktige ytelseskarakteriseringsparametere for lasersystem

1. Bølgelengde (enhet: nm til μm)

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

Forskjellen mellom forskjellige bølgelengder av lasere:

Bølgelengden til rød laser er vanligvis mellom 630 nm-680 nm, 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 532 nm (brukes hovedsakelig innen laseravstandsmåling osv.);

Blå laserbølgelengde er vanligvis mellom 400 nm og 500 nm (brukes hovedsakelig til laserkirurgi);

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

Infrarød laser er den mest spesielle. I henhold til bølgelengdeområdet og bruksområdet ligger infrarød laserbølgelengde vanligvis i området 700 nm–1 mm. Det infrarøde båndet kan videre deles inn i tre underbånd: nær infrarød (NIR), mellominfrarød (MIR) og fjern infrarød (FIR). Det nærinfrarøde bølgelengdeområdet er omtrent 750 nm–1400 nm, og er mye brukt i optisk fiberkommunikasjon, biomedisinsk avbildning og infrarødt nattsynsutstyr.

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

Laserkraftbrukes til å beskrive den optiske effekten til en kontinuerlig bølgelaser (CW) eller den gjennomsnittlige effekten til en pulset laser. I tillegg kjennetegnes pulsede lasere av at pulsenergien deres er proporsjonal med den gjennomsnittlige effekten og omvendt proporsjonal med repetisjonsfrekvensen til pulsen, og lasere med høyere effekt og energi produserer vanligvis mer spillvarme.

De fleste laserstråler har en gaussisk stråleprofil, slik at både bestrålingen og fluksen er 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 bestrålingsprofil over laserstrålens tverrsnitt og en rask nedgang i intensitet. Derfor har ikke flattopplasere toppbestråling. Toppeffekten til en gaussisk stråle er dobbelt så høy som en flattoppede stråle med samme gjennomsnittlige effekt.

3. Pulsvarighet (enhet: fs til ms)

Laserpulsvarigheten (dvs. pulsbredden) er tiden det tar for laseren å nå halvparten av den maksimale optiske effekten (FWHM).

 

4. Repetisjonsfrekvens (enhet: Hz til MHz)

Repetisjonsfrekvensen til enpulserende laser(dvs. pulsrepetisjonsfrekvensen) beskriver antall pulser som sendes ut per sekund, det vil si den resiproke pulsavstanden i tidssekvensen. Repetisjonsfrekvensen er omvendt proporsjonal med pulsenergien og proporsjonal med gjennomsnittseffekten. Selv om repetisjonsfrekvensen vanligvis avhenger av laserforsterkningsmediet, kan repetisjonsfrekvensen i mange tilfeller endres. En høyere repetisjonsfrekvens resulterer i en kortere termisk relaksasjonstid for overflaten og det endelige fokuset til det optiske laserelementet, noe som igjen fører til raskere oppvarming av materialet.

5. Divergens (typisk enhet: mrad)

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

6. Punktstørrelse (enhet: μm)

Punktstørrelsen til den fokuserte laserstrålen beskriver strålediameteren ved fokuspunktet til fokuseringslinsesystemet. I mange bruksområder, som materialbehandling og medisinsk kirurgi, er målet å minimere punktstørrelsen. Dette maksimerer effekttettheten og muliggjør opprettelse av spesielt finkornede egenskaper. Asfæriske linser brukes ofte i stedet for tradisjonelle sfæriske linser for å redusere sfæriske aberrasjoner og produsere en mindre fokuspunktstørrelse.

7. Arbeidsavstand (enhet: μm til m)

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