A lézerrendszer fontos teljesítményjellemző paraméterei

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

Alézer hullámhossza lézer által továbbított elektromágneses hullám hullámhosszát jelenti. Más típusú fényekhez képest fontos jellemzőjelézeraz, hogy monokromatikus, ami azt jelenti, hogy a hullámhossza nagyon tiszta, és csak egy jól meghatározott frekvenciája van.

Különbség a lézer különböző hullámhosszai között:

A vörös lézer hullámhossza általában 630 nm és 680 nm között van, a kibocsátott fény vörös, és egyben a legelterjedtebb lézer (főleg az orvosi etetési fény területén stb.);

A zöld lézer hullámhossza általában körülbelül 532 nm (főleg a lézeres mérések területén stb.);

A kék lézer hullámhossza általában 400-500 nm (főleg lézeres műtétekhez használják);

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

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

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

Lézer teljesítménya folyamatos hullámú (CW) lézer optikai kimeneti teljesítményének vagy az impulzuslézer átlagos teljesítményének leírására szolgál. Emellett az impulzuslézerekre jellemző, hogy impulzusenergiájuk arányos az átlagos teljesítménnyel és fordítottan arányos az impulzus ismétlési sebességével, a nagyobb teljesítményű és energiájú lézerek pedig általában több hulladékhőt termelnek.

A legtöbb lézersugárnak Gauss-féle sugárprofilja van, így a besugárzás és a fluxus egyaránt a legnagyobb a lézer optikai tengelyén, és csökken az optikai tengelytől való eltérés növekedésével. Más lézerek lapos tetejű sugárprofillal rendelkeznek, amelyek a Gauss-sugarakkal ellentétben állandó besugárzási profillal rendelkeznek a lézersugár keresztmetszetében, és gyorsan csökken az intenzitása. Ezért a lapos tetejű lézereknek nincs csúcs besugárzása. A Gauss-nyaláb csúcsteljesítménye kétszerese az azonos átlagos teljesítményű lapos tetejű sugár csúcsteljesítményének.

3. Impulzus időtartama (mértékegysége: fs-től ms-ig)

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

 

4. Ismétlési gyakoriság (mértékegysége: Hz–MHz)

Az ismétlési arány aimpulzus lézer(azaz az impulzusismétlési gyakoriság) a másodpercenként kibocsátott impulzusok számát írja le, vagyis az idősorozat impulzustávolságának reciproka. Az ismétlési gyakoriság fordítottan arányos az impulzusenergiával és arányos az átlagos teljesítménnyel. Bár az ismétlési gyakoriság általában a lézer erősítési közegétől függ, sok esetben az ismétlési gyakoriság módosítható. A nagyobb ismétlési sebesség rövidebb termikus relaxációs időt eredményez a lézeroptikai elem felületén és végső fókuszában, ami viszont az anyag gyorsabb felmelegedéséhez vezet.

5. Eltérés (tipikus mértékegység: mrad)

Bár a lézersugarat általában kollimálónak tekintik, mindig tartalmaznak bizonyos mértékű divergenciát, ami azt írja le, hogy a sugár milyen mértékben tér el a diffrakció miatt a lézersugár derekától egyre nagyobb távolságra. A nagy munkatávolságú alkalmazásokban, például a liDAR rendszerekben, ahol a tárgyak akár több száz méterre is lehetnek a lézerrendszertől, a divergencia különösen fontos problémává válik.

6. Folt mérete (mértékegysége: μm)

A fókuszált lézersugár foltmérete leírja a sugár átmérőjét a fókuszáló lencserendszer fókuszpontjában. Számos alkalmazásban, mint például az anyagfeldolgozás és az orvosi sebészet, a cél a foltok méretének minimalizálása. Ez maximalizálja a teljesítménysűrűséget, és lehetővé teszi különösen finom szemcsés jellemzők létrehozását. A hagyományos gömb alakú lencsék helyett gyakran használnak aszférikus lencséket, hogy csökkentsék a szférikus aberrációkat és kisebb fókuszpontméretet hozzanak létre.

7. Működési távolság (mértékegysége: μm-től m-ig)

A lézerrendszer működési távolságát általában a végső optikai elem (általában egy fókuszáló lencse) és a tárgy vagy felület közötti fizikai távolságként határozzák meg, amelyre a lézer fókuszál. Bizonyos alkalmazások, mint például az orvosi lézerek, általában a működési távolság minimalizálására törekszenek, míg mások, például a távérzékelés, jellemzően a működési távolság tartományának maximalizálására törekszenek.