Basisparameters van delasersysteem
In talrijke toepassingsgebieden, zoals materiaalbewerking, laserchirurgie en teledetectie, zijn er weliswaar veel verschillende soorten lasersystemen, maar deze delen vaak een aantal gemeenschappelijke kernparameters. Het vaststellen van een uniform terminologiesysteem voor parameters kan verwarring in de terminologie voorkomen en gebruikers in staat stellen lasersystemen en -componenten nauwkeuriger te selecteren en configureren, waardoor beter aan de behoeften van specifieke scenario's wordt voldaan.
Basisparameters
Golflengte (gangbare eenheden: nm tot μm)
De golflengte weerspiegelt de frequentiekarakteristieken van de lichtgolven die door een laser in de ruimte worden uitgezonden. Verschillende toepassingsscenario's stellen verschillende eisen aan de golflengte: Bij materiaalbewerking varieert de absorptiesnelheid van materialen voor specifieke golflengten, wat het bewerkingsresultaat beïnvloedt. Bij toepassingen voor teledetectie zijn er verschillen in de absorptie en interferentie van verschillende golflengten door de atmosfeer. In medische toepassingen varieert de absorptie van lasers door mensen met verschillende huidskleuren ook afhankelijk van de golflengte. Vanwege de kleinere focusspot zijn lasers met een kortere golflengte enlaser optische apparatenLasers met een kortere golflengte hebben als voordeel dat ze kleine en precieze structuren kunnen creëren, waarbij ze zeer weinig warmte aan de randen genereren. Vergeleken met lasers met een langere golflengte zijn ze echter doorgaans duurder en gevoeliger voor beschadiging.
2. Vermogen en energie (Gebruikelijke eenheden: W of J)
Laservermogen wordt meestal gemeten in watt (W) en wordt gebruikt om het vermogen van continue lasers of het gemiddelde vermogen van gepulseerde lasers te meten. Bij gepulseerde lasers is de energie van een enkele puls recht evenredig met het gemiddelde vermogen en omgekeerd evenredig met de herhalingsfrequentie, waarbij de eenheid joule (J) is. Hoe hoger het vermogen of de energie, hoe hoger de kosten van de laser doorgaans zijn, hoe groter de behoefte aan warmteafvoer en hoe moeilijker het is om een goede straalkwaliteit te behouden.
Pulsenergie = gemiddelde vermogensherhalingsfrequentie Pulsenergie = gemiddelde vermogensherhalingsfrequentie
3. Pulsduur (Gebruikelijke eenheden: fs tot ms)
De duur van een laserpuls, ook wel pulsbreedte genoemd, wordt over het algemeen gedefinieerd als de tijd die nodig is voor delaserhet vermogen stijgt tot de helft van de piekwaarde (FWHM) (Figuur 1). De pulsbreedte van ultrasnelle lasers is extreem kort, typisch variërend van picoseconden (10⁻¹² seconden) tot attoseconden (10⁻¹⁸ seconden).
4. Herhalingsfrequentie (Gebruikelijke eenheden: Hz tot MHz)
De herhalingsfrequentie van eengepulseerde laserDe pulsherhalingsfrequentie (oftewel de pulsherhalingsfrequentie) beschrijft het aantal pulsen dat per seconde wordt uitgezonden, oftewel het omgekeerde van de timingpulsafstand (Figuur 1). Zoals eerder vermeld, is de herhalingsfrequentie omgekeerd evenredig met de pulsenergie en rechtstreeks evenredig met het gemiddelde vermogen. Hoewel de herhalingsfrequentie meestal afhangt van het laserversterkingsmedium, kan deze in veel gevallen variëren. Hoe hoger de herhalingsfrequentie, hoe korter de thermische relaxatietijd van het oppervlak van het laseroptische element en de uiteindelijke focusvlek, waardoor het materiaal sneller opwarmt.
5. Coherentielengte (Gebruikelijke eenheden: mm tot cm)
Lasers hebben coherentie, wat betekent dat er een vaste relatie bestaat tussen de fasewaarden van het elektrische veld op verschillende tijdstippen of posities. Dit komt doordat lasers worden opgewekt door gestimuleerde emissie, wat anders is dan bij de meeste andere soorten lichtbronnen. Tijdens het gehele voortplantingsproces neemt de coherentie geleidelijk af, en de coherentielengte van de laser definieert de afstand waarop de temporele coherentie een bepaalde massa behoudt.
6. Polarisatie
Polarisatie definieert de richting van het elektrische veld van lichtgolven, dat altijd loodrecht staat op de voortplantingsrichting. In de meeste gevallen zijn lasers lineair gepolariseerd, wat betekent dat het uitgezonden elektrische veld altijd in dezelfde richting wijst. Niet-gepolariseerd licht genereert elektrische velden die in veel verschillende richtingen wijzen. De polarisatiegraad wordt meestal uitgedrukt als de verhouding van het optisch vermogen van twee orthogonale polarisatietoestanden, bijvoorbeeld 100:1 of 500:1.
Geplaatst op: 2 september 2025