Pomembni parametri karakterizacije delovanja laserskega sistema

1. Valovna dolžina (enota: nm do μm)

Thevalovna dolžina laserjapredstavlja valovno dolžino elektromagnetnega valovanja, ki ga prenaša laser. V primerjavi z drugimi vrstami svetlobe je pomembna lastnostlaserje, da je monokromatski, kar pomeni, da je njegova valovna dolžina zelo čista in ima samo eno natančno definirano frekvenco.

Razlika med različnimi valovnimi dolžinami laserja:

Valovna dolžina rdečega laserja je na splošno med 630nm in 680nm, oddajana svetloba pa je rdeča in je tudi najpogostejši laser (v glavnem se uporablja na področju medicinske svetlobe za hranjenje itd.);

Valovna dolžina zelenega laserja je na splošno približno 532 nm (v glavnem se uporablja na področju laserskega določanja razdalje itd.);

Valovna dolžina modrega laserja je običajno med 400 nm in 500 nm (večinoma se uporablja za lasersko kirurgijo);

Uv laser med 350nm-400nm (uporablja se predvsem v biomedicini);

Infrardeči laser je najbolj poseben, glede na obseg valovnih dolžin in področje uporabe se valovna dolžina infrardečega laserja na splošno nahaja v območju od 700 nm do 1 mm. Infrardeči pas lahko nadalje razdelimo na tri podpasove: bližnji infrardeči (NIR), srednji infrardeči (MIR) in daljni infrardeči (FIR). Bližnje infrardeče območje valovnih dolžin je približno 750nm-1400nm, ki se pogosto uporablja v komunikaciji z optičnimi vlakni, biomedicinskem slikanju in infrardeči opremi za nočno opazovanje.

2. Moč in energija (enota: W ali J)

Laserska močse uporablja za opis izhodne optične moči laserja z neprekinjenim valom (CW) ali povprečne moči impulznega laserja. Poleg tega je za impulzne laserje značilno, da je njihova impulzna energija sorazmerna s povprečno močjo in obratno sorazmerna s hitrostjo ponavljanja impulza, laserji z večjo močjo in energijo pa običajno proizvajajo več odpadne toplote.

Večina laserskih žarkov ima Gaussov profil žarka, zato sta obsevanost in tok največja na optični osi laserja in se zmanjšujeta, ko se odstopanje od optične osi povečuje. Drugi laserji imajo profile žarka z ravnim vrhom, ki imajo za razliko od Gaussovih žarkov stalen profil obsevanja čez presek laserskega žarka in hitro padanje intenzitete. Zato laserji z ravnim vrhom nimajo največjega obsevanja. Največja moč Gaussovega žarka je dvakrat večja kot pri žarku z ravnim vrhom z enako povprečno močjo.

3. Trajanje impulza (enota: fs do ms)

Trajanje laserskega impulza (tj. širina impulza) je čas, ki ga potrebuje, da laser doseže polovico največje optične moči (FWHM).

 

4. Hitrost ponavljanja (enota: Hz do MHz)

Stopnja ponavljanja aimpulzni laser(tj. hitrost ponavljanja impulza) opisuje število oddanih impulzov na sekundo, to je recipročno vrednost razmika impulzov v časovnem zaporedju. Hitrost ponavljanja je obratno sorazmerna z energijo impulza in sorazmerna s povprečno močjo. Čeprav je hitrost ponavljanja običajno odvisna od medija laserskega ojačanja, je v mnogih primerih hitrost ponavljanja mogoče spremeniti. Večja stopnja ponavljanja povzroči krajši čas toplotne relaksacije površine in končnega fokusa laserskega optičnega elementa, kar posledično povzroči hitrejše segrevanje materiala.

5. Divergenca (tipična enota: mrad)

Čeprav laserski žarki na splošno veljajo za kolimacijske, vedno vsebujejo določeno količino divergence, ki opisuje obseg, do katerega se žarek zaradi difrakcije razhaja na vse večji razdalji od pasu laserskega žarka. Pri aplikacijah z velikimi delovnimi razdaljami, kot so sistemi liDAR, kjer so lahko predmeti več sto metrov oddaljeni od laserskega sistema, postane divergenca še posebej pomemben problem.

6. Velikost točke (enota: μm)

Velikost točke fokusiranega laserskega žarka opisuje premer žarka v gorišču sistema leč za fokusiranje. V številnih aplikacijah, kot sta obdelava materialov in medicinska kirurgija, je cilj zmanjšati velikost pike. To poveča gostoto moči in omogoča ustvarjanje posebej drobnozrnatih funkcij. Asferične leče se pogosto uporabljajo namesto tradicionalnih sferičnih leč, da zmanjšajo sferične aberacije in ustvarijo manjšo velikost goriščne točke.

7. Delovna razdalja (enota: μm do m)

Delovna razdalja laserskega sistema je običajno opredeljena kot fizična razdalja od končnega optičnega elementa (običajno leče za fokusiranje) do predmeta ali površine, na katero laser fokusira. Določene aplikacije, kot so medicinski laserji, si običajno prizadevajo čim bolj zmanjšati razdaljo delovanja, medtem ko si druge, kot je daljinsko zaznavanje, običajno prizadevajo povečati obseg razdalje delovanja.