Важные параметры эксплуатационных характеристик лазерной системы

1. Длина волны (единица измерения: нм – мкм)

Theдлина волны лазерапредставляет собой длину электромагнитной волны, переносимой лазером. По сравнению с другими типами света, важной особенностьюлазерзаключается в том, что он монохроматичен, что означает, что его длина волны очень чиста и имеет только одну четко определенную частоту.

Разница между разными длинами волн лазера:

Длина волны красного лазера обычно составляет от 630 нм до 680 нм, а излучаемый им свет является красным, и это также самый распространенный лазер (в основном используемый в области медицинского питания светом и т. д.);

Длина волны зеленого лазера обычно составляет около 532 нм (в основном используется в области лазерной локации и т. д.);

Длина волны синего лазера обычно составляет 400–500 нм (в основном используется в лазерной хирургии);

УФ-лазер в диапазоне 350–400 нм (в основном используется в биомедицине);

Инфракрасный лазер является наиболее специальным, в соответствии с диапазоном длин волн и областью применения, длина волны инфракрасного лазера обычно находится в диапазоне 700 нм-1 мм. Инфракрасный диапазон можно далее разделить на три поддиапазона: ближний инфракрасный (NIR), средний инфракрасный (MIR) и дальний инфракрасный (FIR). Диапазон длин волн ближнего инфракрасного диапазона составляет около 750 нм-1400 нм, он широко используется в оптоволоконной связи, биомедицинской визуализации и инфракрасном ночном видении.

2. Мощность и энергия (единица измерения: Вт или Дж)

Мощность лазераиспользуется для описания оптической выходной мощности непрерывного лазера (CW) или средней мощности импульсного лазера. Кроме того, импульсные лазеры характеризуются тем, что их энергия импульса пропорциональна средней мощности и обратно пропорциональна частоте повторения импульса, а лазеры с большей мощностью и энергией обычно производят больше отработанного тепла.

Большинство лазерных лучей имеют гауссов профиль луча, поэтому облученность и поток являются максимальными на оптической оси лазера и уменьшаются по мере увеличения отклонения от оптической оси. Другие лазеры имеют профили луча с плоской вершиной, которые, в отличие от гауссовых лучей, имеют постоянный профиль облученности по всему поперечному сечению лазерного луча и быстрое падение интенсивности. Поэтому лазеры с плоской вершиной не имеют пиковой облученности. Пиковая мощность гауссова луча в два раза больше, чем у луча с плоской вершиной при той же средней мощности.

3. Длительность импульса (единица измерения: от фемтосекунды до миллисекунды)

Длительность лазерного импульса (т. е. ширина импульса) — это время, необходимое лазеру для достижения половины максимальной оптической мощности (FWHM).

 

4. Частота повторения (единица измерения: от Гц до МГц)

Частота повторенияимпульсный лазер(т.е. частота повторения импульсов) описывает количество импульсов, испускаемых в секунду, то есть обратную величину интервала между импульсами временной последовательности. Частота повторения обратно пропорциональна энергии импульса и пропорциональна средней мощности. Хотя частота повторения обычно зависит от среды усиления лазера, во многих случаях частота повторения может быть изменена. Более высокая частота повторения приводит к более короткому времени тепловой релаксации для поверхности и конечного фокуса оптического элемента лазера, что в свою очередь приводит к более быстрому нагреву материала.

5. Дивергенция (типичная единица: мрад)

Хотя лазерные лучи обычно считаются коллимирующими, они всегда содержат определенную величину расходимости, которая описывает степень, в которой луч расходится на увеличивающемся расстоянии от перетяжки лазерного луча из-за дифракции. В приложениях с большими рабочими расстояниями, таких как системы лидаров, где объекты могут находиться на расстоянии сотен метров от лазерной системы, расходимость становится особенно важной проблемой.

6. Размер пятна (единица: мкм)

Размер пятна сфокусированного лазерного луча описывает диаметр луча в фокусе системы фокусирующих линз. Во многих приложениях, таких как обработка материалов и медицинская хирургия, целью является минимизация размера пятна. Это максимизирует плотность мощности и позволяет создавать особенно мелкозернистые элементы. Асферические линзы часто используются вместо традиционных сферических линз для уменьшения сферических аберраций и создания меньшего размера фокусного пятна.

7. Рабочее расстояние (единица измерения: мкм-м)

Рабочее расстояние лазерной системы обычно определяется как физическое расстояние от конечного оптического элемента (обычно фокусирующей линзы) до объекта или поверхности, на которой фокусируется лазер. Некоторые приложения, такие как медицинские лазеры, обычно стремятся минимизировать рабочее расстояние, в то время как другие, такие как дистанционное зондирование, обычно стремятся максимизировать свой рабочий диапазон расстояний.