Belangrijke prestatiekarakteriseringsparameters van het lasersysteem

1. Golflengte (eenheid: nm tot μm)

Delasergolflengtevertegenwoordigt de golflengte van de elektromagnetische golf die door de laser wordt overgedragen. Vergeleken met andere soorten licht is een belangrijk kenmerk vanlaseris dat het monochromatisch is, wat wil zeggen dat de golflengte ervan zeer zuiver is en dat het slechts één goed gedefinieerde frequentie heeft.

Het verschil tussen verschillende golflengtes van laser:

De golflengte van rode laser ligt over het algemeen tussen 630 nm en 680 nm. Het uitgestraalde licht is rood. Het is ook de meest voorkomende laser (vooral gebruikt op het gebied van medische voedingsverlichting, enz.);

De golflengte van groene laser bedraagt ​​doorgaans ongeveer 532 nm (voornamelijk gebruikt op het gebied van laserafstandsmetingen, enz.);

De golflengte van blauwe laser ligt over het algemeen tussen 400 nm en 500 nm (voornamelijk gebruikt voor laserchirurgie);

UV-laser tussen 350nm-400nm (voornamelijk gebruikt in de biomedische wetenschap);

Infraroodlasers zijn de meest bijzondere lasers. Afhankelijk van het golflengtebereik en toepassingsgebied liggen de golflengtes van infraroodlasers doorgaans tussen 700 nm en 1 mm. De infraroodband kan verder worden onderverdeeld in drie subbanden: nabij-infrarood (NIR), midden-infrarood (MIR) en ver-infrarood (FIR). Het golflengtebereik van het nabij-infrarood ligt tussen 750 nm en 1400 nm en wordt veel gebruikt in glasvezelcommunicatie, biomedische beeldvorming en infraroodnachtzichtapparatuur.

2. Vermogen en energie (eenheid: W of J)

LaservermogenWordt gebruikt om het optische vermogen van een continue laser (CW) of het gemiddelde vermogen van een gepulste laser te beschrijven. Gepulste lasers worden bovendien gekenmerkt door het feit dat hun pulsenergie evenredig is met het gemiddelde vermogen en omgekeerd evenredig met de herhalingsfrequentie van de puls. Lasers met een hoger vermogen en energie produceren doorgaans meer restwarmte.

De meeste laserstralen hebben een gaussisch straalprofiel, wat betekent dat de irradiantie en flux beide het hoogst zijn op de optische as van de laser en afnemen naarmate de afwijking van de optische as toeneemt. Andere lasers hebben een afgeplat straalprofiel dat, in tegenstelling tot gaussische stralen, een constant irradiantieprofiel over de dwarsdoorsnede van de laserstraal heeft en een snelle afname in intensiteit. Lasers met een afgeplatte top hebben daarom geen piekirradiantie. Het piekvermogen van een gaussische straal is tweemaal zo hoog als dat van een afgeplatte straal met hetzelfde gemiddelde vermogen.

3. Pulsduur (eenheid: fs tot ms)

De laserpulsduur (d.w.z. pulsbreedte) is de tijd die de laser nodig heeft om de helft van het maximale optische vermogen (FWHM) te bereiken.

 

4. Herhalingsfrequentie (eenheid: Hz tot MHz)

De herhalingsfrequentie van eengepulste laser(d.w.z. de pulsherhalingsfrequentie) beschrijft het aantal pulsen dat per seconde wordt uitgezonden, d.w.z. de reciproke waarde van de pulsafstand in de tijdreeks. De herhalingsfrequentie is omgekeerd evenredig met de pulsenergie en evenredig met het gemiddelde vermogen. Hoewel de herhalingsfrequentie meestal afhankelijk is van het versterkingsmedium van de laser, kan deze in veel gevallen worden gewijzigd. Een hogere herhalingsfrequentie resulteert in een kortere thermische relaxatietijd voor het oppervlak en de uiteindelijke focus van het optische element van de laser, wat op zijn beurt leidt tot een snellere opwarming van het materiaal.

5. Divergentie (typische eenheid: mrad)

Hoewel laserstralen over het algemeen als collimerend worden beschouwd, vertonen ze altijd een zekere mate van divergentie. Dit beschrijft de mate waarin de straal over een toenemende afstand vanuit de taille van de laserstraal divergeert als gevolg van diffractie. In toepassingen met lange werkafstanden, zoals LiDAR-systemen, waar objecten zich honderden meters van het lasersysteem kunnen bevinden, vormt divergentie een bijzonder belangrijk probleem.

6. Vlekgrootte (eenheid: μm)

De spotgrootte van de gefocusseerde laserstraal beschrijft de straaldiameter in het brandpunt van het focusserende lenssysteem. In veel toepassingen, zoals materiaalbewerking en medische chirurgie, is het doel om de spotgrootte te minimaliseren. Dit maximaliseert de vermogensdichtheid en maakt het mogelijk om bijzonder fijnkorrelige structuren te creëren. Asferische lenzen worden vaak gebruikt in plaats van traditionele sferische lenzen om sferische aberraties te verminderen en een kleinere brandpuntgrootte te creëren.

7. Werkingsafstand (eenheid: μm tot m)

De werkingsafstand van een lasersysteem wordt doorgaans gedefinieerd als de fysieke afstand van het uiteindelijke optische element (meestal een focuslens) tot het object of oppervlak waarop de laser focust. Bepaalde toepassingen, zoals medische lasers, streven er doorgaans naar de werkingsafstand te minimaliseren, terwijl andere, zoals remote sensing, er doorgaans op gericht zijn het bereik ervan te maximaliseren.