Lazer sisteminin önemli performans karakterizasyon parametreleri

1. Dalga boyu (birim: nm ila μm)

Thelazer dalga boyuLazerin taşıdığı elektromanyetik dalganın dalga boyunu temsil eder. Diğer ışık türleriyle karşılaştırıldığında, lazerin önemli bir özelliğilazertek renkli olmasıdır, yani dalga boyu çok saftır ve yalnızca iyi tanımlanmış bir frekansı vardır.

Farklı lazer dalga boyları arasındaki farklar:

Kırmızı lazerin dalga boyu genellikle 630nm-680nm arasındadır ve yaydığı ışık kırmızıdır, ayrıca en yaygın lazerdir (özellikle tıbbi beslenme ışığı vb. alanda kullanılır);

Yeşil lazerin dalga boyu genellikle 532 nm civarındadır (esas olarak lazer mesafe ölçümü vb. alanlarda kullanılır);

Mavi lazer dalga boyu genellikle 400nm-500nm arasındadır (özellikle lazer cerrahisinde kullanılır);

350nm-400nm arası UV lazer (özellikle biyomedikal alanda kullanılır);

Kızılötesi lazer, dalga boyu aralığına ve uygulama alanına göre en özel olanıdır. Kızılötesi lazer dalga boyu genellikle 700 nm-1 mm aralığındadır. Kızılötesi bant, yakın kızılötesi (NIR), orta kızılötesi (MIR) ve uzak kızılötesi (FIR) olmak üzere üç alt banda ayrılabilir. Yakın kızılötesi dalga boyu aralığı yaklaşık 750 nm-1400 nm olup, optik fiber iletişim, biyomedikal görüntüleme ve kızılötesi gece görüş ekipmanlarında yaygın olarak kullanılır.

2. Güç ve enerji (birim: W veya J)

Lazer gücüSürekli dalga (CW) lazerinin optik güç çıkışını veya darbeli lazerin ortalama gücünü tanımlamak için kullanılır. Ayrıca, darbeli lazerler, darbe enerjilerinin ortalama güçle orantılı ve darbenin tekrarlama hızıyla ters orantılı olmasıyla karakterize edilir ve daha yüksek güç ve enerjiye sahip lazerler genellikle daha fazla atık ısı üretir.

Çoğu lazer ışını Gauss ışın profiline sahiptir, bu nedenle ışınım ve akı, lazerin optik ekseninde en yüksek seviyededir ve optik eksenden sapma arttıkça azalır. Diğer lazerler, Gauss ışınlarının aksine, lazer ışınının kesit alanı boyunca sabit bir ışınım profiline ve hızlı bir yoğunluk düşüşüne sahip düz tepeli ışın profillerine sahiptir. Bu nedenle, düz tepeli lazerlerin tepe ışınımı yoktur. Bir Gauss ışınının tepe gücü, aynı ortalama güce sahip düz tepeli bir ışının iki katıdır.

3. Darbe süresi (birim: fs ila ms)

Lazer darbe süresi (yani darbe genişliği), lazerin maksimum optik gücün (FWHM) yarısına ulaşması için geçen süredir.

 

4. Tekrarlama oranı (birim: Hz - MHz)

Bir şeyin tekrarlanma oranıdarbeli lazer(yani darbe tekrarlama oranı), saniyede yayılan darbe sayısını, yani zaman dizisi darbe aralığının tersini ifade eder. Tekrarlama oranı, darbe enerjisiyle ters orantılı ve ortalama güçle orantılıdır. Tekrarlama oranı genellikle lazer kazanç ortamına bağlı olsa da, çoğu durumda tekrarlama oranı değiştirilebilir. Daha yüksek bir tekrarlama oranı, lazer optik elemanının yüzeyi ve son odağı için daha kısa bir termal gevşeme süresiyle sonuçlanır ve bu da malzemenin daha hızlı ısınmasına yol açar.

5. Diverjans (tipik birim: mrad)

Lazer ışınları genellikle kolimatör olarak düşünülse de, her zaman belirli bir miktarda ıraksama içerirler. Bu, ışının kırınım nedeniyle lazer ışınının bel kısmından giderek artan bir mesafede ıraksadığı ölçüyü ifade eder. LIDAR sistemleri gibi, nesnelerin lazer sisteminden yüzlerce metre uzakta olabileceği uzun çalışma mesafelerine sahip uygulamalarda, ıraksama özellikle önemli bir sorun haline gelir.

6. Nokta boyutu (birim: μm)

Odaklanmış lazer ışınının nokta boyutu, odaklama lens sisteminin odak noktasındaki ışın çapını ifade eder. Malzeme işleme ve tıbbi cerrahi gibi birçok uygulamada amaç, nokta boyutunu en aza indirmektir. Bu, güç yoğunluğunu en üst düzeye çıkarır ve özellikle ince taneli özelliklerin oluşturulmasına olanak tanır. Küresel sapmaları azaltmak ve daha küçük bir odak noktası boyutu üretmek için genellikle geleneksel küresel lensler yerine asferik lensler kullanılır.

7. Çalışma mesafesi (birim: μm ila m)

Bir lazer sisteminin çalışma mesafesi, genellikle son optik elemandan (genellikle bir odaklama merceği) lazerin odaklandığı nesneye veya yüzeye olan fiziksel mesafe olarak tanımlanır. Tıbbi lazerler gibi bazı uygulamalar genellikle çalışma mesafesini en aza indirmeyi hedeflerken, uzaktan algılama gibi diğerleri genellikle çalışma mesafesi aralığını en üst düzeye çıkarmayı hedefler.