Важные параметры производительности лазерной системы

1. Длина волны (единицы измерения: от нм до мкм)

длина волны лазерапредставляет длину волны электромагнитной волны, переносимой лазером. По сравнению с другими типами освещения важной особенностью являетсялазерзаключается в том, что он монохроматичен, а это означает, что его длина волны очень чистая и имеет только одну четко определенную частоту.

Разница между разными длинами волн лазера:

Длина волны красного лазера обычно составляет 630–680 нм, излучаемый свет красный, а также это наиболее распространенный лазер (в основном используемый в области медицинского освещения для кормления 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 для лазерной хирургии);

УФ-лазер от 350 до 400 нм (в основном используется в биомедицине);

Инфракрасный лазер является самым особенным, в зависимости от диапазона длин волн и области применения. Длина волны инфракрасного лазера обычно находится в диапазоне 700 нм-1 мм. Инфракрасный диапазон можно разделить на три поддиапазона: ближний инфракрасный (NIR), средний инфракрасный (MIR) и дальний инфракрасный (FIR). Ближний инфракрасный диапазон длин волн составляет около 750–1400 нм, который широко используется в оптоволоконной связи, биомедицинской визуализации и инфракрасном оборудовании ночного видения.

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

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

Большинство лазерных лучей имеют гауссов профиль луча, поэтому интенсивность излучения и поток максимальны 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 излучения по поперечному сечению лазерного луча и быстрое снижение интенсивности. Следовательно, лазеры с плоской вершиной не имеют пиковой интенсивности излучения. Пиковая мощность гауссова луча в два раза превышает мощность луча с плоской вершиной при той же средней мощности.

3. Длительность импульса (единицы измерения: от фс до мс)

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, излучаемых 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 усиливающей среды лазера, во многих случаях частоту повторения можно изменить. Более высокая частота повторения приводит к более короткому времени тепловой релаксации поверхности и конечного фокуса лазерного оптического элемента, 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 степень расходимости, которая описывает степень, в которой луч расходится по мере увеличения расстояния от перетяжки лазерного луча из-за дифракции. В приложениях с большими рабочими расстояниями, таких как системы лидар, где объекты могут находиться на расстоянии сотен метров от лазерной системы, расхождение становится особенно важной проблемой.

6. Размер пятна (единица измерения: 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 детализированные функции. Асферические линзы часто используются вместо традиционных сферических линз, чтобы уменьшить сферические аберрации и уменьшить размер фокусного пятна.

7. Рабочее расстояние (единица измерения: от мкм до 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 диапазон рабочих расстояний.