Parámetros importantes de caracterización do rendemento do sistema láser

1. Lonxitude de onda (unidade: nm a μm)

Olonxitude de onda do láserrepresenta a lonxitude de onda da onda electromagnética transportada polo láser. En comparación con outros tipos de luz, unha característica importante deláseré que é monocromática, o que significa que a súa lonxitude de onda é moi pura e só ten unha frecuencia ben definida.

A diferenza entre as diferentes lonxitudes de onda do láser:

A lonxitude de onda do láser vermello é xeralmente entre 630nm-680nm, e a luz emitida é vermella, e tamén é o láser máis común (utilizado principalmente no campo da luz de alimentación médica, etc.);

A lonxitude de onda do láser verde é xeralmente duns 532 nm (utilizado principalmente no campo do láser, etc.);

A lonxitude de onda do láser azul é xeralmente entre 400 nm e 500 nm (utilizado principalmente para cirurxía con láser);

Láser UV entre 350nm-400nm (utilizado principalmente en biomedicina);

O láser infravermello é o máis especial, segundo o rango de lonxitude de onda e o campo de aplicación, a lonxitude de onda do láser infravermello sitúase xeralmente no rango de 700 nm-1 mm. A banda de infravermellos pódese dividir en tres subbandas: infravermello próximo (NIR), infravermello medio (MIR) e infravermello afastado (FIR). O rango de lonxitude de onda do infravermello próximo é de aproximadamente 750 nm-1400 nm, que é amplamente utilizado na comunicación de fibra óptica, imaxes biomédicas e equipos de visión nocturna infravermella.

2. Potencia e enerxía (unidade: W ou J)

Potencia láserúsase para describir a potencia óptica de saída dun láser de onda continua (CW) ou a potencia media dun láser pulsado. Ademais, os láseres pulsados ​​caracterízanse polo feito de que a súa enerxía de pulso é proporcional á potencia media e inversamente proporcional á taxa de repetición do pulso, e os láseres con maior potencia e enerxía adoitan producir máis calor residual.

A maioría dos raios láser teñen un perfil de feixe gaussiano, polo que a irradiación e o fluxo son máis altos no eixe óptico do láser e diminúen a medida que aumenta a desviación do eixe óptico. Outros láseres teñen perfís de feixe plano que, a diferenza dos raios gaussianos, teñen un perfil de irradiación constante na sección transversal do feixe láser e un rápido descenso da intensidade. Polo tanto, os láseres planos non teñen unha irradiación máxima. A potencia máxima dun feixe gaussiano é o dobre que a dun feixe plano coa mesma potencia media.

3. Duración do pulso (unidade: fs a ms)

A duración do pulso do láser (é dicir, o ancho do pulso) é o tempo que tarda o láser en alcanzar a metade da potencia óptica máxima (FWHM).

 

4. Taxa de repetición (unidade: Hz a MHz)

A taxa de repetición de aláser pulsado(é dicir, a taxa de repetición de pulsos) describe o número de pulsos emitidos por segundo, é dicir, o recíproco do espazamento de pulsos da secuencia temporal. A taxa de repetición é inversamente proporcional á enerxía do pulso e proporcional á potencia media. Aínda que a taxa de repetición adoita depender do medio de ganancia do láser, en moitos casos pódese cambiar a taxa de repetición. Unha maior taxa de repetición resulta nun tempo de relaxación térmica máis curto para a superficie e o foco final do elemento óptico láser, o que á súa vez leva a un quecemento máis rápido do material.

5. Diverxencia (unidade típica: mrad)

Aínda que xeralmente se considera que os raios láser son colimadores, sempre conteñen unha certa cantidade de diverxencia, que describe a medida en que o feixe diverxe a unha distancia crecente desde a cintura do feixe láser debido á difracción. En aplicacións con longas distancias de traballo, como os sistemas liDAR, onde os obxectos poden estar a centos de metros de distancia do sistema láser, a diverxencia convértese nun problema particularmente importante.

6. Tamaño do punto (unidade: μm)

O tamaño do punto do feixe láser enfocado describe o diámetro do feixe no punto focal do sistema de lentes de enfoque. En moitas aplicacións, como o procesamento de materiais e a cirurxía médica, o obxectivo é minimizar o tamaño da mancha. Isto maximiza a densidade de enerxía e permite a creación de funcións especialmente finas. As lentes asféricas úsanse a miúdo en lugar das tradicionais lentes esféricas para reducir as aberracións esféricas e producir un tamaño de punto focal máis pequeno.

7. Distancia de traballo (unidade: μm a m)

A distancia operativa dun sistema láser defínese normalmente como a distancia física desde o elemento óptico final (xeralmente unha lente de enfoque) ata o obxecto ou a superficie na que se enfoca o láser. Algunhas aplicacións, como os láseres médicos, adoitan tratar de minimizar a distancia de operación, mentres que outras, como a teledetección, normalmente pretenden maximizar o seu alcance de distancia de operación.