Важни параметри за характеризиране на производителността на лазерната система

1. Дължина на вълната (единица: nm до μm)

Theдължина на вълната на лазерапредставлява дължината на вълната на електромагнитната вълна, пренасяна от лазера. В сравнение с други видове светлина, важна характеристикалазере, че е монохроматичен, което означава, че дължината на вълната му е много чиста и има само една добре дефинирана честота.

Разликата между различните дължини на вълната на лазера:

Дължината на вълната на червения лазер обикновено е между 630nm-680nm, а излъчваната светлина е червена и е и най-разпространеният лазер (използван главно в областта на медицинската светлина за хранене и др.);

Дължината на вълната на зеления лазер обикновено е около 532 nm (използва се главно в областта на лазерното измерване на разстоянието и др.);

Дължината на вълната на синия лазер обикновено е между 400nm-500nm (използва се главно за лазерна хирургия);

UV лазер между 350nm-400nm (използван главно в биомедицината);

Инфрачервеният лазер е най-специалният. Според диапазона на дължината на вълната и областта на приложение, дължината на вълната на инфрачервения лазер обикновено е в диапазона 700nm-1mm. Инфрачервеният диапазон може да бъде допълнително разделен на три поддиапазона: близък инфрачервен (NIR), среден инфрачервен (MIR) и далечен инфрачервен (FIR). Диапазонът на дължината на вълната на близката инфрачервена област е около 750nm-1400nm и се използва широко в оптичната комуникация, биомедицинското изобразяване и инфрачервеното оборудване за нощно виждане.

2. Мощност и енергия (мерна единица: W или J)

Лазерна мощностсе използва за описание на оптичната мощност на лазер с непрекъсната вълна (CW) или средната мощност на импулсен лазер. Освен това, импулсните лазери се характеризират с факта, че енергията на импулсите им е пропорционална на средната мощност и обратно пропорционална на честотата на повторение на импулса, а лазерите с по-висока мощност и енергия обикновено произвеждат повече отпадна топлина.

Повечето лазерни лъчи имат Гаусов профил на лъча, така че облъчването и потокът са най-високи по оптичната ос на лазера и намаляват с увеличаване на отклонението от оптичната ос. Други лазери имат профили на лъча с плосък връх, които, за разлика от Гаусовите лъчи, имат постоянен профил на облъчване по напречното сечение на лазерния лъч и бърз спад в интензитета. Следователно, лазерите с плосък връх нямат пикова облъчване. Пиковата мощност на Гаусов лъч е два пъти по-голяма от тази на лъч с плосък връх със същата средна мощност.

3. Продължителност на импулса (единица: fs до ms)

Продължителността на лазерния импулс (т.е. ширината на импулса) е времето, необходимо на лазера да достигне половината от максималната оптична мощност (FWHM).

 

4. Честота на повторение (единица: Hz до MHz)

Честотата на повторение наимпулсен лазер(т.е. честотата на повторение на импулсите) описва броя на импулсите, излъчвани в секунда, т.е. реципрочната стойност на времевата последователност от импулси. Честотата на повторение е обратно пропорционална на енергията на импулса и пропорционална на средната мощност. Въпреки че честотата на повторение обикновено зависи от средата на лазерното усилване, в много случаи честотата на повторение може да се променя. По-високата честота на повторение води до по-кратко време за термична релаксация на повърхността и крайния фокус на лазерния оптичен елемент, което от своя страна води до по-бързо нагряване на материала.

5. Дивергенция (типична единица: mrad)

Въпреки че лазерните лъчи обикновено се считат за колимиращи, те винаги съдържат известна дивергенция, която описва степента, до която лъчът се разклонява на нарастващо разстояние от талията на лазерния лъч поради дифракция. В приложения с дълги работни разстояния, като например liDAR системи, където обектите могат да бъдат на стотици метри от лазерната система, дивергенцията се превръща в особено важен проблем.

6. Размер на петното (единица: μm)

Размерът на петното на фокусирания лазерен лъч описва диаметъра на лъча във фокалната точка на фокусиращата леща. В много приложения, като например обработка на материали и медицинска хирургия, целта е да се минимизира размерът на петното. Това максимизира плътността на мощността и позволява създаването на особено финозърнести характеристики. Асферичните лещи често се използват вместо традиционните сферични лещи, за да се намалят сферичните аберации и да се получи по-малък размер на фокалното петно.

7. Работно разстояние (мерна единица: μm до m)

Работното разстояние на лазерната система обикновено се определя като физическото разстояние от крайния оптичен елемент (обикновено фокусираща леща) до обекта или повърхността, върху която лазерът се фокусира. Някои приложения, като например медицинските лазери, обикновено се стремят да минимизират работното разстояние, докато други, като например дистанционното наблюдение, обикновено се стремят да увеличат максимално обхвата на работното си разстояние.