Các thông số cơ bản củahệ thống laser
Trong nhiều lĩnh vực ứng dụng như gia công vật liệu, phẫu thuật laser và viễn thám, mặc dù có nhiều loại hệ thống laser khác nhau, nhưng chúng thường có một số thông số cốt lõi chung. Việc thiết lập một hệ thống thuật ngữ thông số thống nhất có thể giúp tránh nhầm lẫn trong cách diễn đạt và cho phép người dùng lựa chọn và cấu hình các hệ thống và linh kiện laser chính xác hơn, từ đó đáp ứng nhu cầu của các tình huống cụ thể.
Các thông số cơ bản
Bước sóng (đơn vị thông dụng: nm đến μm)
Bước sóng phản ánh đặc tính tần số của sóng ánh sáng do laser phát ra trong không gian. Các kịch bản ứng dụng khác nhau có yêu cầu khác nhau về bước sóng: Trong gia công vật liệu, tỷ lệ hấp thụ của vật liệu đối với các bước sóng cụ thể sẽ thay đổi, điều này sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả gia công. Trong các ứng dụng viễn thám, có sự khác biệt về khả năng hấp thụ và nhiễu xạ của các bước sóng khác nhau trong khí quyển. Trong các ứng dụng y tế, khả năng hấp thụ laser của người có màu da khác nhau cũng thay đổi tùy thuộc vào bước sóng. Do điểm hội tụ nhỏ hơn, laser có bước sóng ngắn hơn vàthiết bị quang học laserChúng có ưu điểm là tạo ra các chi tiết nhỏ và chính xác, đồng thời tạo ra rất ít nhiệt ở vùng ngoại vi. Tuy nhiên, so với các loại laser có bước sóng dài hơn, chúng thường đắt hơn và dễ bị hư hỏng hơn.
2. Công suất và năng lượng (Đơn vị thông dụng: W hoặc J)
Công suất laser thường được đo bằng watt (W) và được sử dụng để đo công suất đầu ra của laser liên tục hoặc công suất trung bình của laser xung. Đối với laser xung, năng lượng của một xung đơn lẻ tỷ lệ thuận với công suất trung bình và tỷ lệ nghịch với tần số lặp lại, đơn vị là joule (J). Công suất hoặc năng lượng càng cao thì chi phí của laser thường càng cao, yêu cầu tản nhiệt càng lớn và độ khó trong việc duy trì chất lượng chùm tia tốt cũng tăng lên tương ứng.
Năng lượng xung = công suất trung bình/tốc độ lặp lại Năng lượng xung = công suất trung bình/tốc độ lặp lại
3. Thời lượng xung (Đơn vị thông dụng: fs đến ms)
Thời lượng của một xung laser, còn được gọi là độ rộng xung, thường được định nghĩa là khoảng thời gian cần thiết để xung laser phát ra âm thanh.tia lasercông suất tăng lên đến một nửa giá trị cực đại (FWHM) (Hình 1). Độ rộng xung của laser siêu nhanh cực kỳ ngắn, thường nằm trong khoảng từ picogiây (10⁻¹² giây) đến attogiây (10⁻¹⁸ giây).
4. Tần số lặp lại (Đơn vị thông dụng: Hz đến MHZ)
Tần số lặp lại của mộtlaser xung(Tần số lặp lại xung) mô tả số lượng xung phát ra mỗi giây, tức là nghịch đảo của khoảng cách giữa các xung (Hình 1). Như đã đề cập trước đó, tần số lặp lại tỷ lệ nghịch với năng lượng xung và tỷ lệ thuận với công suất trung bình. Mặc dù tần số lặp lại thường phụ thuộc vào môi trường khuếch đại laser, nhưng trong nhiều trường hợp, tần số lặp lại có thể thay đổi. Tần số lặp lại càng cao, thời gian thư giãn nhiệt của bề mặt phần tử quang học laser và điểm hội tụ cuối cùng càng ngắn, do đó cho phép vật liệu nóng lên nhanh hơn.
5. Chiều dài liên kết (Đơn vị thông dụng: mm đến cm)
Tia laser có tính chất kết hợp, nghĩa là có một mối quan hệ cố định giữa các giá trị pha của điện trường tại các thời điểm hoặc vị trí khác nhau. Điều này là do tia laser được tạo ra bằng phát xạ kích thích, khác với hầu hết các loại nguồn sáng khác. Trong toàn bộ quá trình lan truyền, tính kết hợp giảm dần, và chiều dài kết hợp của tia laser xác định khoảng cách mà tại đó tính kết hợp theo thời gian của nó duy trì một khối lượng nhất định.
6. Sự phân cực
Sự phân cực xác định hướng của điện trường của sóng ánh sáng, luôn vuông góc với hướng truyền. Trong hầu hết các trường hợp, laser được phân cực tuyến tính, có nghĩa là điện trường phát ra luôn hướng về cùng một hướng. Ánh sáng không phân cực tạo ra điện trường hướng về nhiều hướng khác nhau. Mức độ phân cực thường được biểu thị bằng tỷ lệ công suất quang học của hai trạng thái phân cực vuông góc, chẳng hạn như 100:1 hoặc 500:1.
Thời gian đăng bài: 02/09/2025