Важни параметри за характеризиране на ефективността на лазерната система

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

Theлазерна дължина на вълнатапредставлява дължината на вълната на електромагнитната вълна, носена от лазера. В сравнение с други видове светлина, важна характеристика налазере, 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 също така е най-често срещаният лазер (използван главно в областта на медицинската светлина за хранене и др.);

Дължината на вълната на зеления лазер обикновено е около 532 nm (използван главно в областта на лазерното определяне на обхвата и др.);

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

Uv лазер между 350nm-400nm (използван основно в биомедицината);

Инфрачервеният лазер е най-специалният, според обхвата на дължината на вълната и областта на приложение, дължината на вълната на инфрачервения лазер обикновено се намира в диапазона от 700nm-1mm. Инфрачервената лента може допълнително да бъде разделена на три подленти: близка инфрачервена (NIR), средна инфрачервена (MIR) и далечна инфрачервена (FIR). Диапазонът на дължина на вълната в близката инфрачервена област е около 750nm-1400nm, който се използва широко в комуникация с оптични влакна, биомедицински изображения и инфрачервено оборудване за нощно виждане.

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

Лазерна мощностсе използва за описание на изходната оптична мощност на лазер с непрекъсната вълна (CW) или средната мощност на импулсен лазер. В допълнение, импулсните лазери се характеризират с факта, че импулсната им енергия 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 профил на Гаус, така че излъчването 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 лъчите на Гаус, имат постоянен профил на излъчване в напречното сечение на лазерния лъч и бърз спад в интензитета. Следователно лазерите с плосък връх нямат пиково излъчване. Пиковата мощност на лъча на Гаус е два пъти по-голяма от лъча 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)

Скоростта на повторение на aимпулсен лазер(т.е. скоростта на повторение на импулса) описва броя на импулсите, излъчвани за секунда, тоест реципрочната стойност на разстоянието между импулсите във времевата последователност. Скоростта на повторение е обратно пропорционална на енергията на импулса и пропорционална на средната мощност. Въпреки че честотата на повторение обикновено зависи от средата за лазерно усилване, в много случаи честотата на повторение може да бъде променена. По-високата честота на повторение води до по-кратко време на термична релаксация за 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 смятат за колимиращи, те винаги съдържат известно количество отклонение, което описва степента, до която лъчът се отклонява на нарастващо разстояние от талията на лазерния лъч поради дифракция. В приложения с дълги работни разстояния, като системите liDAR, където обектите могат да бъдат на стотици метри от лазерната система, дивергенцията се превръща в особено важен проблем.

6. Размер на петна (единица: μm)

Размерът на петното на фокусирания лазерен лъч описва диаметъра на лъча във фокусната точка на системата от фокусиращи лещи. В много приложения, като обработка на материали и медицинска хирургия, целта е да се минимизира размерът на петна. Това максимизира плътността на мощността и позволява създаването на особено фини характеристики. Асферичните лещи често се използват вместо традиционните сферични лещи за намаляване на сферичните аберации и създаване на по-малък размер на фокусното петно.

7. Работно разстояние (единица: μm до m)

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