Paràmetres importants de caracterització del rendiment del sistema làser

1. Longitud d'ona (unitat: de nm a μm)

Ellongitud d'ona del 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 monocromàtica, la qual cosa significa 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 generalment és d'entre 630 nm i 680 nm, i la llum emesa és vermella, i també és el làser més comú (principalment utilitzat 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 mesura de distància per làser, etc.);

La longitud d'ona del làser blau generalment està entre 400 nm i 500 nm (principalment utilitzada per a cirurgia làser);

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

El làser infraroig és el més especial. Segons el rang de longitud d'ona i el camp d'aplicació, la longitud d'ona del làser infraroig generalment es troba en el rang de 700 nm-1 mm. La banda infraroja es pot dividir en tres subbandes: infraroig proper (NIR), infraroig mitjà (MIR) i infraroig llunyà (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 per fibra òptica, la imatge biomèdica i els equips de visió nocturna per infrarojos.

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 pulsat. A més, els làsers pulsats es caracteritzen pel fet que la seva energia de pulsació és proporcional a la potència mitjana i inversament proporcional a la taxa de repetició de la pulsació, i els làsers amb més potència i energia solen produir més calor residual.

La majoria de feixos 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 punta plana que, a diferència dels feixos gaussians, tenen un perfil d'irradiància constant a través de la secció transversal del feix làser i una ràpida disminució de la intensitat. Per tant, els làsers de punta plana no tenen irradiància màxima. La potència màxima d'un feix gaussià és el doble que la d'un feix de punta plana amb la mateixa potència mitjana.

3. Durada de l'impuls (unitat: fs a ms)

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

 

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

La taxa de repetició d'unlàser pulsat(és a dir, la taxa de repetició d'impulsos) descriu el nombre d'impulsos emesos per segon, és a dir, el recíproc de l'espaiat entre impulsos de la seqüència temporal. La taxa de repetició és inversament proporcional a l'energia de l'impuls i proporcional a la potència mitjana. Tot i que la taxa de repetició normalment depèn del medi de guany làser, en molts casos, la taxa de repetició es pot canviar. Una taxa de repetició més alta resulta en un temps de relaxació tèrmica més curt per a la superfície i l'enfocament final de l'element òptic làser, cosa que al seu torn condueix a un escalfament més ràpid del material.

5. Divergència (unitat típica: mrad)

Tot i que generalment es considera que els feixos làser són colimants, sempre contenen una certa quantitat de divergència, que descriu fins a quin punt el feix divergeix en una distància creixent des de la cintura del feix làser a causa de la difracció. En aplicacions amb llargues distàncies de treball, com ara els sistemes liDAR, on els objectes poden estar a centenars de metres de distància del sistema làser, la divergència esdevé un problema particularment important.

6. Mida del punt (unitat: μm)

La mida del punt del feix làser enfocat descriu el diàmetre del feix al punt focal del sistema de lents d'enfocament. En moltes aplicacions, com ara el processament de materials i la cirurgia mèdica, l'objectiu és minimitzar la mida del punt. Això maximitza la densitat de potència i permet la creació de característiques particularment 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: de μm a m)

La distància de funcionament d'un sistema làser se sol definir com la distància física des de l'element òptic final (normalment una lent d'enfocament) fins a l'objecte o superfície que enfoca el làser. Algunes aplicacions, com els làsers mèdics, solen buscar minimitzar la distància de funcionament, mentre que d'altres, com la teledetecció, solen buscar maximitzar el seu rang de distància de funcionament.