Viktiga prestandakaraktäriseringsparametrar för lasersystem

1. Våglängd (enhet: nm till μm)

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

Skillnaden mellan olika våglängder hos laser:

Våglängden för röd laser ligger generellt mellan 630 nm och 680 nm, och det avgivna ljuset är rött, och det är också den vanligaste lasern (används främst inom medicinskt matningsljus etc.);

Våglängden för grön laser är generellt cirka 532 nm (används huvudsakligen inom laseravståndsmätning etc.);

Blå lasers våglängd ligger vanligtvis mellan 400 nm och 500 nm (används huvudsakligen för laserkirurgi);

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

Infraröd laser är den mest speciella, beroende på våglängdsområde och tillämpningsområde, ligger infraröd laservåglängd generellt i intervallet 700 nm-1 mm. Det infraröda bandet kan vidare delas in i tre delband: nära infrarött (NIR), mellaninfrarött (MIR) och långt infrarött (FIR). Det nära infraröda våglängdsområdet är cirka 750 nm-1400 nm, vilket används i stor utsträckning inom optisk fiberkommunikation, biomedicinsk avbildning och infraröd mörkerseendeutrustning.

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

Laserkraftanvänds för att beskriva den optiska uteffekten från en kontinuerlig våglaser (CW) eller den genomsnittliga effekten hos en pulsad laser. Dessutom kännetecknas pulsade lasrar av att deras pulsenergi är proportionell mot den genomsnittliga effekten och omvänt proportionell mot pulsens repetitionsfrekvens, och lasrar med högre effekt och energi producerar vanligtvis mer spillvärme.

De flesta laserstrålar har en gaussisk strålprofil, så både bestrålningen och flödet är högst på laserns optiska axel och minskar när avvikelsen från den optiska axeln ökar. Andra lasrar har platt-toppade strålprofiler som, till skillnad från gaussiska strålar, har en konstant bestrålningsprofil över laserstrålens tvärsnitt och en snabb minskning av intensiteten. Därför har platt-toppade lasrar inte toppbestrålning. Toppeffekten för en gaussisk stråle är dubbelt så hög som för en platt-toppad stråle med samma genomsnittliga effekt.

3. Pulslängd (enhet: fs till ms)

Laserpulsens varaktighet (dvs. pulsbredd) är den tid det tar för lasern att nå hälften av den maximala optiska effekten (FWHM).

 

4. Repetitionsfrekvens (enhet: Hz till MHz)

Repetitionsfrekvensen för enpulserad laser(dvs. pulsrepetitionsfrekvensen) beskriver antalet pulser som avges per sekund, det vill säga det reciproka av tidssekvensens pulsavstånd. Repetitionsfrekvensen är omvänt proportionell mot pulsenergin och proportionell mot den genomsnittliga effekten. Även om repetitionsfrekvensen vanligtvis beror på laserförstärkningsmediet, kan repetitionsfrekvensen i många fall ändras. En högre repetitionsfrekvens resulterar i en kortare termisk relaxationstid för ytan och slutfokus för laseroptikelementet, vilket i sin tur leder till snabbare uppvärmning av materialet.

5. Divergens (typisk enhet: mrad)

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

6. Punktstorlek (enhet: μm)

Punktstorleken för den fokuserade laserstrålen beskriver stråldiametern vid fokuspunkten för det fokuserande linssystemet. I många tillämpningar, såsom materialbearbetning och medicinsk kirurgi, är målet att minimera punktstorleken. Detta maximerar effekttätheten och möjliggör skapandet av särskilt finkorniga egenskaper. Asfäriska linser används ofta istället för traditionella sfäriska linser för att minska sfäriska aberrationer och producera en mindre fokuspunktstorlek.

7. Arbetsavstånd (enhet: μm till m)

Ett lasersystems driftsavstånd definieras vanligtvis som det fysiska avståndet från det slutliga optiska elementet (vanligtvis en fokuseringslins) till det objekt eller den yta som lasern fokuserar på. Vissa tillämpningar, såsom medicinska lasrar, syftar vanligtvis till att minimera driftsavståndet, medan andra, såsom fjärranalys, vanligtvis syftar till att maximera sitt driftsavstånd.