Paràmetres importants de caracterització del rendiment del sistema làser

1. Longitud d'ona (unitat: nm a μm)

Ellongitud d'ona làserrepresenta la longitud d'ona de l'ona electromagnètica transportada pel làser. En comparació amb altres tipus de llum, una característica important delàserés que és monocromàtic, la qual cosa vol dir que la seva longitud d'ona és molt pura i només té una freqüència ben definida.

La diferència entre les diferents longituds d'ona del làser:

La longitud d'ona del làser vermell és generalment entre 630nm-680nm, i la llum emesa és vermella, i també és el làser més comú (utilitzat principalment en el camp de la llum d'alimentació mèdica, etc.);

La longitud d'ona del làser verd és generalment d'uns 532 nm (s'utilitza principalment en el camp de la gamma làser, etc.);

La longitud d'ona del làser blau és generalment entre 400 nm i 500 nm (s'utilitza principalment per a la cirurgia làser);

Làser UV entre 350nm-400nm (utilitzat principalment en biomedicina);

El làser infrarojo és el més especial, segons el rang de longitud d'ona i el camp d'aplicació, la longitud d'ona del làser infraroig es troba generalment en el rang de 700 nm-1 mm. La banda d'infrarojos es pot dividir en tres subbandes: infrarojos propers (NIR), infrarojos mitjans (MIR) i infrarojos llunyans (FIR). El rang de longitud d'ona de l'infraroig proper és d'uns 750 nm-1400 nm, que s'utilitza àmpliament en la comunicació de fibra òptica, imatges biomèdiques i equips de visió nocturna infraroja.

2. Potència i energia (unitat: W o J)

Potència làsers'utilitza per descriure la potència òptica de sortida d'un làser d'ona contínua (CW) o la potència mitjana d'un làser polsat. A més, els làsers polsats es caracteritzen pel fet que la seva energia de pols és proporcional a la potència mitjana i inversament proporcional a la freqüència de repetició del pols, i els làsers amb més potència i energia solen produir més calor residual.

La majoria dels raigs làser tenen un perfil de feix gaussià, de manera que la irradiància i el flux són més alts a l'eix òptic del làser i disminueixen a mesura que augmenta la desviació de l'eix òptic. Altres làsers tenen perfils de feix de part superior plana que, a diferència dels feixos gaussians, tenen un perfil d'irradiància constant a través de la secció transversal del feix làser i una disminució ràpida d'intensitat. Per tant, els làsers de part superior plana no tenen una irradiància màxima. La potència màxima d'un feix gaussià és el doble de la d'un feix de punta plana amb la mateixa potència mitjana.

3. Durada del pols (unitat: fs a ms)

La durada del pols làser (és a dir, l'amplada del pols) és el temps que triga el làser a arribar a la meitat de la potència òptica màxima (FWHM).

 

4. Velocitat de repetició (unitat: Hz a MHz)

La taxa de repetició de alàser polsat(és a dir, la freqüència de repetició del pols) descriu el nombre de polsos emesos per segon, és a dir, el recíproc de l'espaiat dels polsos de la seqüència de temps. La freqüència de repetició és inversament proporcional a l'energia del pols i proporcional a la potència mitjana. Tot i que la freqüència de repetició sol depèn del mitjà de guany del làser, en molts casos, la velocitat de repetició es pot canviar. Una taxa de repetició més alta es tradueix en un temps de relaxació tèrmica més curt per a la superfície i l'enfocament final de l'element òptic làser, que al seu torn condueix a un escalfament més ràpid del material.

5. Divergència (unitat típica: mrad)

Encara que els raigs làser es consideren generalment col·limants, sempre contenen una certa quantitat de divergència, que descriu fins a quin punt el feix divergeix a una distància creixent des de la cintura del raig làser a causa de la difracció. En aplicacions amb llargues distàncies de treball, com els sistemes liDAR, on els objectes poden estar a centenars de metres de distància del sistema làser, la divergència es converteix en un problema especialment important.

6. Mida del punt (unitat: μm)

La mida del punt del raig làser enfocat descriu el diàmetre del feix al punt focal del sistema de lent d'enfocament. En moltes aplicacions, com el processament de materials i la cirurgia mèdica, l'objectiu és minimitzar la mida de la taca. Això maximitza la densitat de potència i permet la creació de característiques especialment fines. Sovint s'utilitzen lents asfèriques en lloc de les lents esfèriques tradicionals per reduir les aberracions esfèriques i produir una mida de punt focal més petita.

7. Distància de treball (unitat: μm a m)

La distància operativa d'un sistema làser es defineix generalment com la distància física des de l'element òptic final (normalment una lent d'enfocament) a l'objecte o superfície en què s'enfoca el làser. Algunes aplicacions, com ara els làsers mèdics, solen intentar minimitzar la distància operativa, mentre que altres, com la teledetecció, solen intentar maximitzar el seu rang de distància operativa.