A lézerrendszer fontos teljesítményjellemző paraméterei

1. Hullámhossz (mértékegység: nm-től μm-ig)

Alézer hullámhossza lézer által hordozott elektromágneses hullám hullámhosszát jelöli. Más fénytípusokhoz képest alézeraz, hogy monokromatikus, ami azt jelenti, hogy a hullámhossza nagyon tiszta, és csak egy jól definiált frekvenciával rendelkezik.

A lézerek különböző hullámhosszai közötti különbség:

A vörös lézer hullámhossza általában 630 nm és 680 nm között van, a kibocsátott fény vörös, és ez a leggyakoribb lézer is (főleg az orvosi táplálólámpák stb. területén használják);

A zöld lézer hullámhossza általában körülbelül 532 nm (főként lézeres távolságméréshez stb. használják);

A kék lézer hullámhossza általában 400 nm és 500 nm között van (főleg lézeres sebészethez használják);

UV lézer 350nm-400nm között (főként a biomedicinában használják);

Az infravörös lézer a legkülönlegesebb a hullámhossz-tartomány és az alkalmazási terület szerint, az infravörös lézer hullámhossza általában a 700 nm-1 mm tartományban található. Az infravörös sáv további három alsávra osztható: közeli infravörös (NIR), középső infravörös (MIR) és távoli infravörös (FIR). A közeli infravörös hullámhossz-tartomány körülbelül 750 nm-1400 nm, amelyet széles körben használnak optikai szálas kommunikációban, orvosbiológiai képalkotásban és infravörös éjjellátó berendezésekben.

2. Teljesítmény és energia (mértékegység: W vagy J)

LézerteljesítményA folyamatos hullámú (CW) lézer optikai teljesítményének vagy az impulzuslézer átlagos teljesítményének leírására szolgál. Ezenkívül az impulzuslézerek jellemzője, hogy impulzusenergiájuk arányos az átlagos teljesítménnyel és fordítottan arányos az impulzus ismétlési sebességével, és a nagyobb teljesítményű és energiájú lézerek általában több hulladékhőt termelnek.

A legtöbb lézersugár Gauss-sugárprofilú, így a besugárzás és a fluxus egyaránt a lézer optikai tengelyén a legnagyobb, és az optikai tengelytől való eltérés növekedésével csökken. Más lézerek lapos tetejű sugárprofilokkal rendelkeznek, amelyek a Gauss-sugárnyalábokkal ellentétben állandó besugárzási profillal rendelkeznek a lézersugár keresztmetszetén, és intenzitásuk gyorsan csökken. Ezért a lapos tetejű lézereknek nincs csúcsbesugárzásuk. A Gauss-sugár csúcsteljesítménye kétszerese az azonos átlagos teljesítményű lapos tetejű sugárénak.

3. Impulzus időtartama (mértékegység: fs - ms)

A lézerimpulzus időtartama (azaz impulzusszélesség) az az idő, amely alatt a lézer eléri a maximális optikai teljesítmény (FWHM) felét.

 

4. Ismétlési frekvencia (mértékegység: Hz-től MHz-ig)

Az ismétlési sebesség egyimpulzuslézerAz impulzusismétlési frekvencia (azaz az impulzusismétlési frekvencia) a másodpercenként kibocsátott impulzusok számát írja le, azaz az idősorozat impulzustávolságának reciproka. Az ismétlési frekvencia fordítottan arányos az impulzusenergiával és arányos az átlagos teljesítménnyel. Bár az ismétlési frekvencia általában a lézer erősítő közegétől függ, sok esetben az ismétlési frekvencia megváltoztatható. A magasabb ismétlési frekvencia rövidebb termikus relaxációs időt eredményez a lézer optikai elemének felületén és végső fókuszában, ami viszont az anyag gyorsabb felmelegedéséhez vezet.

5. Divergencia (tipikus mértékegység: mrad)

Bár a lézernyalábokat általában kollimálónak tekintik, mindig tartalmaznak bizonyos mértékű divergenciát, amely leírja, hogy a nyaláb milyen mértékben divergál a lézernyaláb derékszögétől növekvő távolság esetén a diffrakció miatt. Nagy munkatávolságú alkalmazásokban, például a liDAR rendszerekben, ahol a tárgyak több száz méterre lehetnek a lézerrendszertől, a divergencia különösen fontos problémává válik.

6. Foltméret (egység: μm)

A fókuszált lézersugár foltmérete a fókuszáló lencserendszer fókuszpontjában lévő nyalábátmérőt írja le. Számos alkalmazásban, például az anyagfeldolgozásban és az orvosi sebészetben, a cél a foltméret minimalizálása. Ez maximalizálja a teljesítménysűrűséget, és lehetővé teszi különösen finomszemcsés jellemzők létrehozását. Az aszférikus lencséket gyakran használják a hagyományos gömb alakú lencsék helyett a szférikus aberráció csökkentése és a kisebb fókuszpontméret elérése érdekében.

7. Munkatávolság (egység: μm-től m-ig)

Egy lézerrendszer működési távolságát általában az utolsó optikai elem (általában egy fókuszáló lencse) és a lézer által fókuszált tárgy vagy felület közötti fizikai távolságként definiálják. Bizonyos alkalmazások, például az orvosi lézerek, jellemzően a működési távolság minimalizálására törekszenek, míg mások, például a távérzékelés, jellemzően a működési távolságtartomány maximalizálására törekszenek.