Basisparameters van delasersysteem
In tal van toepassingsgebieden, zoals materiaalbewerking, laserchirurgie en remote sensing, zijn er weliswaar veel verschillende soorten lasersystemen, maar ze delen vaak een aantal gemeenschappelijke kernparameters. Het opstellen van een uniform parameterterminologiesysteem kan verwarring in de terminologie voorkomen en gebruikers in staat stellen lasersystemen en componenten nauwkeuriger te selecteren en configureren, waardoor wordt voldaan aan de behoeften van specifieke scenario's.
Basisparameters
Golflengte (gebruikelijke eenheden: nm tot μm)
Golflengte weerspiegelt de frequentiekarakteristieken van de lichtgolven die door een laser in de ruimte worden uitgezonden. Verschillende toepassingsscenario's stellen verschillende eisen aan golflengten: bij materiaalbewerking varieert de absorptiesnelheid van materialen voor specifieke golflengten, wat het verwerkingseffect beïnvloedt. Bij toepassingen met remote sensing zijn er verschillen in de absorptie en interferentie van verschillende golflengten door de atmosfeer. Bij medische toepassingen varieert de absorptie van lasers door mensen met verschillende huidskleuren ook afhankelijk van de golflengte. Vanwege de kleinere gefocusseerde spot, lasers met een kortere golflengte enlaseroptische apparatenhebben het voordeel dat ze kleine en precieze details creëren en weinig perifere warmte genereren. Vergeleken met lasers met langere golflengtes zijn ze echter meestal duurder en gevoeliger voor schade.
2. Vermogen en energie (gebruikelijke eenheden: W of J)
Laservermogen wordt meestal gemeten in watt (W) en wordt gebruikt om de output van continue lasers of het gemiddelde vermogen van gepulste lasers te meten. Bij gepulste 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 vereiste warmteafvoer is en hoe moeilijker het is om een goede straalkwaliteit te behouden.
Pulsenergie = gemiddelde herhalingsfrequentie Pulsenergie = gemiddelde herhalingsfrequentie
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 delaservermogen tot de helft van zijn piek (FWHM) (Figuur 1). De pulsbreedte van ultrakorte lasers is extreem kort, meestal variërend van picoseconden (10⁻¹² seconden) tot attoseconden (10⁻¹⁸ seconden).
4. Herhalingsfrequentie (gebruikelijke eenheden: Hz tot MHZ)
De herhalingsfrequentie van eengepulste laser(d.w.z. de pulsherhalingsfrequentie) beschrijft het aantal pulsen dat per seconde wordt uitgezonden, dat wil zeggen de reciproke waarde van de pulsafstand (Figuur 1). Zoals eerder vermeld, is de herhalingsfrequentie omgekeerd evenredig met de pulsenergie en recht evenredig met het gemiddelde vermogen. Hoewel de herhalingsfrequentie meestal afhankelijk is van het versterkingsmedium van de laser, kan deze in veel gevallen variëren. Hoe hoger de herhalingsfrequentie, hoe korter de thermische relaxatietijd van het oppervlak van het optische element van de laser en het uiteindelijke gefocusseerde punt, waardoor het materiaal sneller kan opwarmen.
5. Coherentielengte (Gemeenschappelijke 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 gegenereerd door gestimuleerde emissie, wat verschilt van de meeste andere soorten lichtbronnen. Gedurende het gehele voortplantingsproces neemt de coherentie geleidelijk af en de coherentielengte van de laser bepaalt de afstand waarop de tijdelijke coherentie een bepaalde massa handhaaft.
6. Polarisatie
Polarisatie definieert de richting van het elektrische veld van lichtgolven, die altijd loodrecht staat op de voortplantingsrichting. Lasers zijn meestal 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 optische vermogen van twee orthogonale polarisatietoestanden, zoals 100:1 of 500:1.
Plaatsingstijd: 02-09-2025