Svarbūs lazerinės sistemos veikimo charakteristikų parametrai

1. Bangos ilgis (vienetas: nuo nm iki μm)

Thelazerio bangos ilgisžymi lazerio skleidžiamos elektromagnetinės bangos ilgį. Palyginti su kitų tipų šviesa, svarbi lazerio savybėlazerisyra tai, kad jis yra monochromatinis, o tai reiškia, kad jo bangos ilgis yra labai grynas ir turi tik vieną tiksliai apibrėžtą dažnį.

Skirtumas tarp skirtingų lazerio bangos ilgių:

Raudonojo lazerio bangos ilgis paprastai yra nuo 630 nm iki 680 nm, o skleidžiama šviesa yra raudona, be to, tai yra labiausiai paplitęs lazeris (daugiausia naudojamas medicininės maitinimo šviesos srityje ir kt.);

Žaliojo lazerio bangos ilgis paprastai yra apie 532 nm (daugiausia naudojamas lazerinio diapazono matavimo srityje ir kt.);

Mėlynojo lazerio bangos ilgis paprastai yra nuo 400 nm iki 500 nm (daugiausia naudojamas lazerinei chirurgijai);

UV lazeris nuo 350 nm iki 400 nm (daugiausia naudojamas biomedicinoje);

Infraraudonųjų spindulių lazeris yra pats ypatingiausias, atsižvelgiant į bangos ilgio diapazoną ir taikymo sritį, infraraudonųjų spindulių lazerio bangos ilgis paprastai yra 700 nm–1 mm diapazone. Infraraudonųjų spindulių juostą galima suskirstyti į tris pogrupius: artimąjį infraraudonųjų spindulių (NIR), vidutinį infraraudonųjų spindulių (MIR) ir tolimąjį infraraudonųjų spindulių (FIR). Artimojo infraraudonųjų spindulių bangos ilgių diapazonas yra apie 750 nm–1400 nm, todėl jis plačiai naudojamas optinio pluošto ryšiuose, biomedicininiame vaizdavime ir infraraudonųjų spindulių naktinio matymo įrangoje.

2. Galia ir energija (vienetas: W arba J)

Lazerio galianaudojamas apibūdinti nuolatinės bangos (CW) lazerio optinę galią arba impulsinio lazerio vidutinę galią. Be to, impulsiniams lazeriams būdinga tai, kad jų impulso energija yra proporcinga vidutinei galiai ir atvirkščiai proporcinga impulso pasikartojimo dažniui, o didesnės galios ir energijos lazeriai paprastai išskiria daugiau šilumos.

Dauguma lazerio spindulių turi Gauso spindulio profilį, todėl apšvita ir srautas yra didžiausi lazerio optinėje ašyje ir mažėja didėjant nuokrypiui nuo optinės ašies. Kiti lazeriai turi plokščiaviršūnius spindulių profilius, kurie, skirtingai nei Gauso spinduliai, turi pastovų apšvitos profilį per lazerio spindulio skerspjūvį ir sparčiai mažėja intensyvumą. Todėl plokščiaviršūniai lazeriai neturi didžiausios apšvitos. Gauso spindulio didžiausia galia yra dvigubai didesnė nei plokščiaviršūnio spindulio, kurio vidutinė galia yra tokia pati.

3. Impulso trukmė (vienetas: fs į ms)

Lazerio impulso trukmė (t. y. impulso plotis) yra laikas, per kurį lazeris pasiekia pusę maksimalios optinės galios (FWHM).

 

4. Kartojimo dažnis (vienetas: Hz–MHz)

Pasikartojimo dažnisimpulsinis lazeris(t. y. impulsų pasikartojimo dažnis) apibūdina per sekundę skleidžiamų impulsų skaičių, t. y. laiko sekos impulsų intervalo atvirkštinę vertę. Pasikartojimo dažnis yra atvirkščiai proporcingas impulso energijai ir proporcingas vidutinei galiai. Nors pasikartojimo dažnis paprastai priklauso nuo lazerio stiprinimo terpės, daugeliu atvejų pasikartojimo dažnį galima keisti. Didesnis pasikartojimo dažnis lemia trumpesnį lazerio optinio elemento paviršiaus ir galutinio fokusavimo terminio relaksacijos laiką, o tai savo ruožtu lemia greitesnį medžiagos įkaitimą.

5. Divergencija (tipinis vienetas: mrad)

Nors lazerio spinduliai paprastai laikomi kolimuojančiais, jie visada turi tam tikrą divergenciją, kuri apibūdina, kiek spindulys dėl difrakcijos diverguoja didėjant atstumui nuo lazerio spindulio vidurio. Taikant didelius darbinius atstumus, pavyzdžiui, liDAR sistemas, kur objektai gali būti už šimtų metrų nuo lazerio sistemos, divergencija tampa ypač svarbia problema.

6. Taško dydis (vienetas: μm)

Fokusuoto lazerio spindulio taško dydis apibūdina spindulio skersmenį fokusuojančio lęšio sistemos židinio taške. Daugelyje sričių, pavyzdžiui, medžiagų apdirbime ir medicininėje chirurgijoje, tikslas yra sumažinti taško dydį. Tai maksimaliai padidina galios tankį ir leidžia sukurti ypač smulkiagrūdžius darinius. Asferiniai lęšiai dažnai naudojami vietoj tradicinių sferinių lęšių, siekiant sumažinti sferines aberacijas ir sukurti mažesnį židinio taško dydį.

7. Darbinis atstumas (vienetas: μm–m)

Lazerinės sistemos veikimo atstumas paprastai apibrėžiamas kaip fizinis atstumas nuo galutinio optinio elemento (dažniausiai fokusavimo lęšio) iki objekto ar paviršiaus, į kurį fokusuoja lazeris. Tam tikrose taikymo srityse, pavyzdžiui, medicininiuose lazeriuose, paprastai siekiama kuo labiau sumažinti veikimo atstumą, o kitose, pavyzdžiui, nuotolinio stebėjimo srityje, paprastai siekiama kuo labiau padidinti veikimo atstumą.