Các tham số đặc tính hiệu suất quan trọng của hệ thống laser

1. Bước sóng (đơn vị: nm đến μM)

CácBước sóng laserđại diện cho bước sóng của sóng điện từ được mang bởi laser. So với các loại ánh sáng khác, một tính năng quan trọng củalaserlà nó là đơn sắc, có nghĩa là bước sóng của nó rất tinh khiết và nó chỉ có một tần số được xác định rõ.

Sự khác biệt giữa các bước sóng khác nhau của laser:

Bước sóng của laser đỏ thường nằm trong khoảng 630nm-680nm và ánh sáng phát ra màu đỏ và nó cũng là tia laser phổ biến nhất (chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực ánh sáng cho ăn y tế, v.v.);

Bước sóng của tia laser màu xanh lá cây thường là khoảng 532nm, (chủ yếu được sử dụng trong trường từ laser, v.v.);

Bước sóng laser màu xanh thường nằm trong khoảng từ 400nm-500nm (chủ yếu được sử dụng để phẫu thuật laser);

Laser UV giữa 350nm-400nm (chủ yếu được sử dụng trong y sinh);

Laser hồng ngoại là đặc biệt nhất, theo phạm vi bước sóng và trường ứng dụng, bước sóng laser hồng ngoại thường nằm trong phạm vi 700nm-1mm. Dải hồng ngoại có thể được chia thành ba dải phụ: gần hồng ngoại (NIR), hồng ngoại giữa (MIR) và hồng ngoại xa (FIR). Phạm vi bước sóng gần hồng ngoại là khoảng 750nm-1400nm, được sử dụng rộng rãi trong giao tiếp sợi quang, hình ảnh y sinh và thiết bị tầm nhìn ban đêm hồng ngoại.

2. Sức mạnh và năng lượng (đơn vị: W hoặc J)

Năng lượng laserđược sử dụng để mô tả đầu ra công suất quang của laser sóng liên tục (CW) hoặc công suất trung bình của laser xung. Ngoài ra, laser xung được đặc trưng bởi thực tế là năng lượng xung của chúng tỷ lệ thuận với công suất trung bình và tỷ lệ nghịch với tốc độ lặp lại của xung, và laser có công suất và năng lượng cao hơn thường tạo ra nhiệt chất thải nhiều hơn.

Hầu hết các chùm tia laser có cấu hình chùm Gaussian, do đó, chiếu xạ và thông lượng đều cao nhất trên trục quang của laser và giảm khi độ lệch so với trục quang tăng lên. Các tia laser khác có cấu hình chùm tia phẳng, không giống như dầm Gaussian, có cấu hình chiếu xạ liên tục trên mặt cắt ngang của chùm tia laser và sự suy giảm nhanh chóng về cường độ. Do đó, laser phẳng không có bức xạ cao điểm. Công suất cực đại của chùm tia Gaussian gấp đôi so với chùm tia phẳng với cùng một công suất trung bình.

3. Thời lượng xung (đơn vị: FS đến MS)

Thời lượng xung laser (chiều rộng xung) là thời gian để laser đạt đến một nửa công suất quang tối đa (FWHM).

 

4. Tỷ lệ lặp lại (đơn vị: Hz đến MHz)

Tỷ lệ lặp lại của mộtLaser xung(tức là tốc độ lặp lại xung) mô tả số lượng xung phát ra mỗi giây, nghĩa là đối ứng của khoảng cách xung chuỗi thời gian. Tốc độ lặp lại tỷ lệ nghịch với năng lượng xung và tỷ lệ với công suất trung bình. Mặc dù tốc độ lặp lại thường phụ thuộc vào môi trường tăng laser, nhưng trong nhiều trường hợp, tỷ lệ lặp lại có thể được thay đổi. Tốc độ lặp lại cao hơn dẫn đến thời gian thư giãn nhiệt ngắn hơn cho bề mặt và tiêu điểm cuối cùng của phần tử quang laser, từ đó dẫn đến việc làm nóng nhanh hơn vật liệu.

5. Sự khác biệt (đơn vị điển hình: MRAD)

Mặc dù các chùm tia laser thường được coi là đối chiếu, chúng luôn chứa một lượng phân kỳ nhất định, mô tả mức độ mà chùm tia phân kỳ trên khoảng cách ngày càng tăng từ thắt lưng của chùm tia laser do nhiễu xạ. Trong các ứng dụng có khoảng cách làm việc dài, chẳng hạn như hệ thống LIDAR, trong đó các đối tượng có thể cách hệ thống laser hàng trăm mét, sự phân kỳ trở thành một vấn đề đặc biệt quan trọng.

6. Kích thước điểm (đơn vị: μm)

Kích thước điểm của chùm tia laser tập trung mô tả đường kính chùm tia tại tiêu điểm của hệ thống ống kính lấy nét. Trong nhiều ứng dụng, chẳng hạn như xử lý vật liệu và phẫu thuật y tế, mục tiêu là giảm thiểu kích thước điểm. Điều này tối đa hóa mật độ năng lượng và cho phép tạo ra các tính năng đặc biệt mịn. Ống kính Aspherics thường được sử dụng thay vì các ống kính hình cầu truyền thống để giảm quang sai hình cầu và tạo ra kích thước tiêu điểm nhỏ hơn.

7. Khoảng cách làm việc (đơn vị: m đến m)

Khoảng cách vận hành của hệ thống laser thường được định nghĩa là khoảng cách vật lý từ phần tử quang cuối cùng (thường là ống kính lấy nét) đến đối tượng hoặc bề mặt mà laser tập trung vào. Một số ứng dụng, chẳng hạn như laser y tế, thường tìm cách giảm thiểu khoảng cách hoạt động, trong khi các ứng dụng khác, chẳng hạn như viễn thám, thường nhằm mục đích tối đa hóa phạm vi khoảng cách hoạt động của chúng.