Viktiga prestandakarakteriseringsparametrar för lasersystem

1. Våglängd (enhet: nm till μm)

Delaservåglängdrepresenterar våglängden för den elektromagnetiska våg som bärs av lasern. Jämfört med andra typer av ljus, en viktig egenskap hoslaserär att den är monokromatisk, vilket betyder att dess våglängd är väldigt ren och den har bara en väldefinierad frekvens.

Skillnaden mellan olika våglängder av laser:

Våglängden för röd laser är i allmänhet mellan 630nm-680nm, och ljuset som emitteras är rött, och det är också den vanligaste lasern (används huvudsakligen inom området medicinsk matningsljus etc.);

Våglängden för grön laser är i allmänhet cirka 532 nm (används huvudsakligen inom området laseravstånd, etc.);

Blå laservåglängd är i allmänhet mellan 400nm-500nm (används främst för laserkirurgi);

Uv-laser mellan 350nm-400nm (används främst inom biomedicin);

Infraröd laser är den mest speciella, enligt våglängdsområdet och applikationsfältet är den infraröda laservåglängden i allmänhet belägen i intervallet 700nm-1mm. Det infraröda bandet kan ytterligare delas in i tre delband: nära infraröd (NIR), mellaninfraröd (MIR) och fjärrinfraröd (FIR). Det nära-infraröda våglängdsområdet är cirka 750nm-1400nm, vilket används i stor utsträckning inom optisk fiberkommunikation, biomedicinsk bildbehandling och infraröd nattseendeutrustning.

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

Laserkraftanvänds för att beskriva den optiska uteffekten för en laser med kontinuerlig våg (CW) eller medeleffekten för en pulsad laser. Dessutom kännetecknas pulsade lasrar av det faktum att deras pulsenergi är proportionell mot medeleffekten och omvänt proportionell mot pulsens repetitionshastighet, och lasrar med högre effekt och energi producerar vanligtvis mer spillvärme.

De flesta laserstrålar har en Gaussisk strålprofil, så irradiansen och flödet är båda högst på laserns optiska axel och minskar när avvikelsen från den optiska axeln ökar. Andra lasrar har platt-topade strålprofiler som, till skillnad från gaussiska strålar, har en konstant irradiansprofil över laserstrålens tvärsnitt och en snabb minskning av intensiteten. Därför har platt-toplasrar inte toppbestrålning. Toppeffekten för en gaussisk stråle är dubbelt så stor som för en flattoppad stråle med samma medeleffekt.

3. Pulslängd (enhet: fs till ms)

Laserpulslängden (dvs. pulsbredden) är den tid det tar för lasern att nå hälften av den maximala optiska effekten (FWHM).

 

4. Upprepningshastighet (enhet: Hz till MHz)

Upprepningsfrekvensen för enpulsad laser(dvs. pulsrepetitionshastigheten) beskriver antalet pulser som emitteras per sekund, det vill säga det reciproka av tidssekvensens pulsavstånd. Upprepningshastigheten är omvänt proportionell mot pulsenergin och proportionell mot medeleffekten. Även om repetitionshastigheten vanligtvis beror på laserförstärkningsmediet, kan repetitionshastigheten i många fall ändras. En högre upprepningshastighet resulterar i en kortare termisk relaxationstid för det laseroptiska elementets yta och slutliga fokus, vilket i sin tur leder till snabbare uppvärmning av materialet.

5. Divergens (typisk enhet: mrad)

Även om laserstrålar i allmänhet anses vara kollimerande, innehåller de alltid en viss divergens, vilket beskriver i vilken utsträckning strålen divergerar över ett ökande avstånd från laserstrålens midja på grund av diffraktion. I applikationer med långa arbetsavstånd, såsom liDAR-system, där föremål kan vara hundratals meter bort från lasersystemet, blir divergens ett särskilt viktigt problem.

6. Punktstorlek (enhet: μm)

Punktstorleken för den fokuserade laserstrålen beskriver strålens diameter vid fokuseringslinssystemets brännpunkt. I många applikationer, såsom materialbearbetning och medicinsk kirurgi, är målet att minimera fläckstorleken. Detta maximerar effekttätheten och möjliggör skapandet av särskilt finkorniga funktioner. Asfäriska linser används ofta istället för traditionella sfäriska linser för att minska sfäriska aberrationer och producera en mindre brännpunktsstorlek.

7. Arbetsavstånd (enhet: μm till m)

Arbetsavståndet för ett lasersystem definieras vanligtvis som det fysiska avståndet från det slutliga optiska elementet (vanligtvis en fokuseringslins) till objektet eller ytan som lasern fokuserar på. Vissa applikationer, såsom medicinska lasrar, strävar vanligtvis efter att minimera driftavståndet, medan andra, såsom fjärranalys, vanligtvis syftar till att maximera sitt arbetsavståndsområde.