Važni parametri karakterizacije performansi laserskog sistema

1. Talasna dužina (jedinica: nm do μm)

Thetalasna dužina laserapredstavlja talasnu dužinu elektromagnetnog talasa koji prenosi laser. U poređenju sa drugim vrstama svetlosti, važna karakteristikalaserje da je monohromatski, što znači da je njegova talasna dužina veoma čista i da ima samo jednu dobro definisanu frekvenciju.

Razlika između različitih talasnih dužina lasera:

Talasna dužina crvenog lasera je uglavnom između 630nm i 680nm, a emitovana svetlost je crvene boje, te je ujedno i najčešći laser (uglavnom se koristi u oblasti medicinske svetlosti za hranjenje itd.);

Talasna dužina zelenog lasera je uglavnom oko 532 nm (uglavnom se koristi u oblasti laserskog mjerenja udaljenosti itd.);

Talasna dužina plavog lasera je uglavnom između 400nm-500nm (uglavnom se koristi za lasersku hirurgiju);

UV laser između 350nm-400nm (uglavnom se koristi u biomedicini);

Infracrveni laser je najspecifičniji. Prema rasponu talasnih dužina i polju primjene, talasna dužina infracrvenog lasera se uglavnom nalazi u rasponu od 700nm-1mm. Infracrveni opseg se dalje može podijeliti na tri podopsega: bliski infracrveni (NIR), srednji infracrveni (MIR) i daleki infracrveni (FIR). Raspon talasnih dužina bliskog infracrvenog spektra je oko 750nm-1400nm, što ga čini široko rasprostranjenim u optičkoj komunikaciji, biomedicinskom snimanju i opremi za infracrveno noćno gledanje.

2. Snaga i energija (jedinica: W ili J)

Snaga laserase koristi za opisivanje optičke snage lasera kontinuiranog vala (CW) ili prosječne snage pulsirajućeg lasera. Osim toga, pulsirajući laseri karakteriziraju se činjenicom da je njihova energija pulsa proporcionalna prosječnoj snazi ​​i obrnuto proporcionalna brzini ponavljanja pulsa, a laseri s većom snagom i energijom obično proizvode više otpadne topline.

Većina laserskih snopova ima Gaussov profil snopa, tako da su i zračenje i fluks najveći na optičkoj osi lasera i smanjuju se s povećanjem odstupanja od optičke osi. Drugi laseri imaju profile snopa s ravnim vrhom koji, za razliku od Gaussovih snopova, imaju konstantan profil zračenja preko poprečnog presjeka laserskog snopa i brz pad intenziteta. Stoga, laseri s ravnim vrhom nemaju vršnu ozračenost. Vršna snaga Gaussovog snopa je dvostruko veća od snage snopa s ravnim vrhom iste prosječne snage.

3. Trajanje impulsa (jedinica: fs do ms)

Trajanje laserskog impulsa (tj. širina impulsa) je vrijeme potrebno da laser dostigne polovinu maksimalne optičke snage (FWHM).

 

4. Brzina ponavljanja (jedinica: Hz do MHz)

Brzina ponavljanjapulsirajući laser(tj. brzina ponavljanja impulsa) opisuje broj impulsa emitiranih u sekundi, odnosno recipročnu vrijednost razmaka impulsa vremenskog slijeda. Brzina ponavljanja je obrnuto proporcionalna energiji impulsa i proporcionalna prosječnoj snazi. Iako brzina ponavljanja obično ovisi o mediju laserskog pojačanja, u mnogim slučajevima brzina ponavljanja se može mijenjati. Veća brzina ponavljanja rezultira kraćim vremenom termičke relaksacije površine i konačnog fokusa laserskog optičkog elementa, što zauzvrat dovodi do bržeg zagrijavanja materijala.

5. Divergencija (tipična jedinica: mrad)

Iako se laserski snopovi generalno smatraju kolimatornim, oni uvijek sadrže određenu količinu divergencije, koja opisuje stepen u kojem snop divergira na sve većoj udaljenosti od struka laserskog snopa zbog difrakcije. U primjenama s velikim radnim udaljenostima, kao što su liDAR sistemi, gdje objekti mogu biti udaljeni stotinama metara od laserskog sistema, divergencija postaje posebno važan problem.

6. Veličina tačke (jedinica: μm)

Veličina tačke fokusiranog laserskog snopa opisuje prečnik snopa u žarišnoj tački sistema fokusirajućih sočiva. U mnogim primjenama, kao što su obrada materijala i medicinska hirurgija, cilj je minimizirati veličinu tačke. Ovo maksimizira gustinu snage i omogućava stvaranje posebno fino zrnatih karakteristika. Asferična sočiva se često koriste umjesto tradicionalnih sfernih sočiva kako bi se smanjile sferne aberacije i proizvela manja veličina žarišne tačke.

7. Radna udaljenost (jedinica: μm do m)

Radna udaljenost laserskog sistema se obično definira kao fizička udaljenost od konačnog optičkog elementa (obično fokusirajućeg sočiva) do objekta ili površine na koju se laser fokusira. Određene primjene, poput medicinskih lasera, obično nastoje minimizirati radnu udaljenost, dok druge, poput daljinskog istraživanja, obično teže maksimiziranju dometa radne udaljenosti.