Belangrijke prestatiekarakteriseringsparameters vanlasersysteem
1. Golflengte (eenheid: nm tot μm)
Delasergolflengtevertegenwoordigt de golflengte van de elektromagnetische golf die door de laser wordt uitgezonden. In vergelijking met andere soorten licht is een belangrijk kenmerk vanlaserHet is monochromatisch, wat betekent dat de golflengte zeer zuiver is en dat het slechts één goed gedefinieerde frequentie heeft.
Het verschil tussen verschillende golflengten van lasers:
De golflengte van een rode laser ligt over het algemeen tussen 630 nm en 680 nm, het uitgezonden licht is rood en het is ook de meest voorkomende laser (voornamelijk gebruikt in de medische sector voor voedingsverlichting, enz.).
De golflengte van een groene laser is over het algemeen ongeveer 532 nm (voornamelijk gebruikt op het gebied van laser-afstandsmeting, enz.);
De golflengte van blauwe lasers ligt over het algemeen tussen 400 nm en 500 nm (voornamelijk gebruikt bij laserchirurgie);
UV-laser tussen 350 nm en 400 nm (voornamelijk gebruikt in de biomedische sector);
Infraroodlasers zijn bijzonder, afhankelijk van het golflengtebereik en het toepassingsgebied. De golflengte van een infraroodlaser ligt over het algemeen tussen de 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 nabij-infrarood ligt rond de 750 nm tot 1400 nm en wordt veel gebruikt in glasvezelcommunicatie, biomedische beeldvorming en infrarood nachtzichtapparatuur.
2. Vermogen en energie (eenheid: W of J)
LaservermogenDe term wordt gebruikt om het optische vermogen van een continue golf (CW) laser of het gemiddelde vermogen van een gepulseerde laser te beschrijven. Gepulseerde 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 een hogere energie produceren doorgaans meer restwarmte.
De meeste laserbundels hebben een Gaussisch bundelprofiel, wat betekent dat zowel de bestralingssterkte als de flux het hoogst zijn op de optische as van de laser en afnemen naarmate de afwijking van de optische as toeneemt. Andere lasers hebben een vlak bundelprofiel, dat in tegenstelling tot Gaussische bundels een constante bestralingssterkte heeft over de doorsnede van de laserbundel en een snelle afname in intensiteit. Daarom hebben lasers met een vlak bundelprofiel geen piekbestralingssterkte. Het piekvermogen van een Gaussische bundel is tweemaal zo hoog als dat van een vlakke bundel met hetzelfde gemiddelde vermogen.
3. Pulsduur (eenheid: fs tot ms)
De pulsduur van de laser (oftewel de 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 eengepulseerde laserDe pulsherhalingsfrequentie (PVR) beschrijft het aantal pulsen dat per seconde wordt uitgezonden, oftewel het omgekeerde van de pulsafstand in de tijdsvolgorde. De herhalingsfrequentie is omgekeerd evenredig met de pulsenergie en evenredig met het gemiddelde vermogen. Hoewel de herhalingsfrequentie meestal afhangt van het laserversterkingsmedium, kan deze in veel gevallen worden aangepast. Een hogere herhalingsfrequentie resulteert in een kortere thermische relaxatietijd voor het oppervlak en de uiteindelijke focus van het laseroptische element, wat op zijn beurt leidt tot een snellere opwarming van het materiaal.
5. Divergentie (gebruikelijke eenheid: mrad)
Hoewel laserstralen over het algemeen als collimerend worden beschouwd, bevatten ze altijd een zekere mate van divergentie. Deze divergentie beschrijft de mate waarin de straal divergeert over een toenemende afstand vanaf het middelpunt van de laserstraal als gevolg van diffractie. In toepassingen met grote werkafstanden, zoals liDAR-systemen, waar objecten zich honderden meters van het lasersysteem kunnen bevinden, wordt divergentie een bijzonder belangrijk probleem.
6. Spotgrootte (eenheid: μm)
De spotgrootte van de gefocusseerde laserstraal beschrijft de diameter van de straal op het brandpunt van het focusseerlenssysteem. In veel toepassingen, zoals materiaalbewerking en medische chirurgie, is het doel de spotgrootte te minimaliseren. Dit maximaliseert de vermogensdichtheid en maakt het mogelijk om bijzonder fijne structuren te creëren. Asferische lenzen worden vaak gebruikt in plaats van traditionele sferische lenzen om sferische aberraties te verminderen en een kleinere focusspotgrootte te verkrijgen.
7. Werkafstand (eenheid: μm tot m)
De werkingsafstand van een lasersysteem wordt doorgaans gedefinieerd als de fysieke afstand van het laatste optische element (meestal een focuslens) tot het object of oppervlak waarop de laser focust. Bij bepaalde toepassingen, zoals medische lasers, wordt er doorgaans gestreefd naar een minimale werkingsafstand, terwijl bij andere, zoals remote sensing, juist een maximaal werkingsbereik wordt nagestreefd.
Geplaatst op: 11 juni 2024