Osnovni parametri laserskog sistema

Osnovni parametrilaserski sistem

U brojnim oblastima primjene kao što su obrada materijala, laserska hirurgija i daljinsko istraživanje, iako postoji mnogo vrsta laserskih sistema, oni često dijele neke zajedničke osnovne parametre. Uspostavljanje jedinstvenog sistema terminologije parametara može pomoći u izbjegavanju zabune u izražavanju i omogućiti korisnicima da preciznije odaberu i konfigurišu laserske sisteme i komponente, čime se zadovoljavaju potrebe specifičnih scenarija.

Osnovni parametri

Talasna dužina (uobičajene jedinice: nm do μm)

Talasna dužina odražava frekventne karakteristike svjetlosnih talasa koje laser emituje u svemiru. Različiti scenariji primjene imaju različite zahtjeve za talasne dužine: U obradi materijala, brzina apsorpcije materijala za određene talasne dužine varira, što će uticati na efekat obrade. U primjenama daljinskog istraživanja postoje razlike u apsorpciji i interferenciji različitih talasnih dužina od strane atmosfere. U medicinskim primjenama, apsorpcija lasera kod ljudi različitih boja kože takođe varira u zavisnosti od talasne dužine. Zbog manje fokusirane tačke, laseri kraće talasne dužine ilaserski optički uređajiimaju prednost u stvaranju malih i preciznih elemenata, generirajući vrlo malo perifernog zagrijavanja. Međutim, u poređenju s laserima s dužim talasnim dužinama, obično su skuplji i skloniji oštećenjima.

2. Snaga i energija (Uobičajene jedinice: W ili J)

Snaga lasera se obično mjeri u vatima (W) i koristi se za mjerenje izlaza kontinuiranih lasera ili prosječne snage pulsirajućih lasera. Kod pulsirajućih lasera, energija jednog pulsa je direktno proporcionalna prosječnoj snazi ​​i obrnuto proporcionalna frekvenciji ponavljanja, pri čemu je jedinica džul (J). Što je veća snaga ili energija, to je obično veća cijena lasera, veći je zahtjev za odvođenjem topline, a shodno tome se povećava i poteškoća održavanja dobrog kvaliteta snopa.

Energija impulsa = prosječna brzina ponavljanja snage Energija impulsa = prosječna brzina ponavljanja snage

3. Trajanje impulsa (Uobičajene jedinice: fs do ms)

Trajanje laserskog impulsa, poznato i kao širina impulsa, obično se definira kao vrijeme potrebno zalasersnaga da poraste do polovine svog vrha (FWHM) (Slika 1). Širina impulsa ultrabrzih lasera je izuzetno kratka, obično u rasponu od pikosekundi (10⁻¹² sekundi) do atosekundi (10⁻¹8 sekundi).

4. Brzina ponavljanja (Uobičajene jedinice: Hz do MHz)

Brzina ponavljanjapulsirajući laser(tj. frekvencija ponavljanja impulsa) opisuje broj impulsa emitiranih u sekundi, odnosno recipročnu vrijednost razmaka između vremenskih impulsa (Slika 1). Kao što je ranije spomenuto, brzina ponavljanja je obrnuto proporcionalna energiji impulsa i direktno proporcionalna prosječnoj snazi. Iako brzina ponavljanja obično ovisi o mediju za lasersko pojačanje, u mnogim slučajevima brzina ponavljanja može varirati. Što je veća brzina ponavljanja, to je kraće vrijeme termičke relaksacije površine laserskog optičkog elementa i konačne fokusirane tačke, što omogućava brže zagrijavanje materijala.

5. Koherentna dužina (Uobičajene jedinice: mm do cm)

Laseri imaju koherenciju, što znači da postoji fiksni odnos između faznih vrijednosti električnog polja u različitim vremenima ili pozicijama. To je zato što se laseri generiraju stimuliranom emisijom, što se razlikuje od većine drugih vrsta izvora svjetlosti. Tokom cijelog procesa propagacije, koherencija postepeno slabi, a koherentna dužina lasera definira udaljenost na kojoj njegova vremenska koherencija održava određenu masu.

6. Polarizacija

Polarizacija definira smjer električnog polja svjetlosnih valova, koji je uvijek okomit na smjer širenja. U većini slučajeva, laseri su linearno polarizirani, što znači da emitirano električno polje uvijek usmjereno u istom smjeru. Nepolarizirana svjetlost generira električna polja usmjerena u mnogo različitih smjerova. Stepen polarizacije se obično izražava kao omjer optičke snage dva ortogonalna stanja polarizacije, kao što je 100:1 ili 500:1.