Vigtige parametre for lasersystemets ydeevnekarakterisering

1. Bølgelængde (enhed: nm til μm)

Delaserbølgelængderepræsenterer bølgelængden af ​​den elektromagnetiske bølge, som laseren bærer. Sammenlignet med andre typer lys er en vigtig egenskab vedlaserer, at den er monokromatisk, hvilket betyder, at dens bølgelængde er meget ren, og at den kun har én veldefineret frekvens.

Forskellen mellem forskellige bølgelængder af lasere:

Bølgelængden for rød laser er generelt mellem 630 nm-680 nm, og det udsendte lys er rødt, og det er også den mest almindelige laser (hovedsageligt brugt inden for medicinsk fodringslys osv.);

Bølgelængden for en grøn laser er generelt omkring 532 nm (anvendes primært inden for laserafstandsmåling osv.);

Blå laserbølgelængde er generelt mellem 400 nm-500 nm (bruges primært til laserkirurgi);

UV-laser mellem 350 nm-400 nm (primært anvendt i biomedicin);

Infrarød laser er den mest specielle. Afhængigt af bølgelængdeområdet og anvendelsesområdet ligger den infrarøde laserbølgelængde generelt i området 700 nm-1 mm. Det infrarøde bånd kan yderligere opdeles i tre underbånd: nær-infrarød (NIR), mellem-infrarød (MIR) og fjern-infrarød (FIR). Det nær-infrarøde bølgelængdeområde er omkring 750 nm-1400 nm og anvendes i vid udstrækning i optisk fiberkommunikation, biomedicinsk billeddannelse og infrarødt nattesynsudstyr.

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

Laserkraftbruges til at beskrive den optiske effekt fra en kontinuerlig bølgelaser (CW) eller den gennemsnitlige effekt fra en pulseret laser. Derudover er pulserede lasere karakteriseret ved, at deres pulsenergi er proportional med den gennemsnitlige effekt og omvendt proportional med pulsens repetitionshastighed, og lasere med højere effekt og energi producerer normalt mere spildvarme.

De fleste laserstråler har en Gaussisk stråleprofil, så både bestrålingsstyrken og fluxen er højest på laserens optiske akse og falder, når afvigelsen fra den optiske akse øges. Andre lasere har fladtoppede stråleprofiler, som i modsætning til Gaussiske stråler har en konstant bestrålingsstyrkeprofil på tværs af laserstrålens tværsnit og et hurtigt fald i intensitet. Derfor har fladtoppede lasere ikke maksimal bestråling. Spidseffekten af ​​en Gaussisk stråle er dobbelt så stor som en fladtoppet stråle med samme gennemsnitlige effekt.

3. Pulsvarighed (enhed: fs til ms)

Laserpulsvarigheden (dvs. pulsbredden) er den tid det tager for laseren at nå halvdelen af ​​den maksimale optiske effekt (FWHM).

 

4. Gentagelseshastighed (enhed: Hz til MHz)

Gentagelseshastigheden for enpulserende laser(dvs. pulsrepetitionshastigheden) beskriver antallet af pulser, der udsendes pr. sekund, det vil sige den reciprokke værdi af tidssekvensens pulsafstand. Repetitionshastigheden er omvendt proportional med pulsenergien og proportional med den gennemsnitlige effekt. Selvom repetitionshastigheden normalt afhænger af laserforstærkningsmediet, kan repetitionshastigheden i mange tilfælde ændres. En højere repetitionshastighed resulterer i en kortere termisk relaksationstid for overfladen og den endelige fokusering af det optiske laserelement, hvilket igen fører til hurtigere opvarmning af materialet.

5. Divergens (typisk enhed: mrad)

Selvom laserstråler generelt betragtes som kollimerende, indeholder de altid en vis grad af divergens, som beskriver i hvilken grad strålen divergerer over en stigende afstand fra laserstrålens midtpunkt på grund af diffraktion. I applikationer med lange arbejdsafstande, såsom liDAR-systemer, hvor objekter kan være hundredvis af meter væk fra lasersystemet, bliver divergens et særligt vigtigt problem.

6. Punktstørrelse (enhed: μm)

Punktstørrelsen på den fokuserede laserstråle beskriver strålediameteren ved fokuspunktet for det fokuserende linsesystem. I mange anvendelser, såsom materialeforarbejdning og medicinsk kirurgi, er målet at minimere punktstørrelsen. Dette maksimerer effekttætheden og muliggør skabelse af særligt finkornede funktioner. Asfæriske linser bruges ofte i stedet for traditionelle sfæriske linser for at reducere sfæriske aberrationer og producere en mindre fokuspunktstørrelse.

7. Arbejdsafstand (enhed: μm til m)

Driftsafstanden for et lasersystem defineres normalt som den fysiske afstand fra det endelige optiske element (normalt en fokuseringslinse) til det objekt eller den overflade, som laseren fokuserer på. Visse anvendelser, såsom medicinske lasere, søger typisk at minimere driftsafstanden, mens andre, såsom fjernmåling, typisk sigter mod at maksimere deres driftsafstandsområde.