Lazer sisteminin önemli performans karakterizasyon parametreleri

1. Dalga boyu (birim: nm ila μm)

Thelazer dalga boyulazer tarafından taşınan 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.

Lazerin farklı dalga boyları arasındaki farklar:

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

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

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

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

Kızılötesi lazer en özel olanıdır, dalga boyu aralığına ve uygulama alanına göre, kızılötesi lazer dalga boyu genellikle 700nm-1mm aralığında bulunur. Kızılötesi bant ayrıca üç alt banda ayrılabilir: yakın kızılötesi (NIR), orta kızılötesi (MIR) ve uzak kızılötesi (FIR). Yakın kızılötesi dalga boyu aralığı yaklaşık 750nm-1400nm'dir ve optik fiber iletişiminde, biyomedikal görüntülemede 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 oranıyla ters orantılı olmasıyla karakterize edilir ve daha yüksek güç ve enerjiye sahip lazerler genellikle daha fazla atık ısı üretir.

Çoğu lazer ışınının Gauss ışın profili vardır, bu nedenle ışınım ve akı lazerin optik ekseninde en yüksektir ve optik eksenden sapma arttıkça azalır. Diğer lazerlerin, Gauss ışınlarının aksine lazer ışınının kesiti boyunca sabit bir ışınım profiline ve yoğunlukta hızlı bir düşüşe sahip düz tepeli ışın profilleri vardır. 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 zamandır.

 

4. Tekrarlama oranı (birim: Hz ila MHz)

Bir şeyin tekrarlanma oranıdarbeli lazer(yani darbe tekrarlama oranı) saniyede yayılan darbe sayısını, yani zaman dizisi darbe aralığının tersini tanımlar. Tekrarlama oranı darbe enerjisiyle ters orantılıdır ve ortalama güçle orantılıdır. Tekrarlama oranı genellikle lazer kazanç ortamına bağlı olsa da, birçok 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 kolime edici olarak düşünülse de, her zaman belirli bir miktarda diverjans içerirler; bu, kırınım nedeniyle lazer ışınının belinden giderek artan bir mesafede ışının ne kadar diverjans yaptığını açıklar. Nesnelerin lazer sisteminden yüzlerce metre uzakta olabileceği LIDAR sistemleri gibi uzun çalışma mesafelerinin olduğu uygulamalarda, diverjans özellikle önemli bir sorun haline gelir.

6. Nokta boyutu (birim: μm)

Odaklanmış lazer ışınının nokta boyutu, odaklama lens sisteminin odak noktasındaki ışın çapını tanımlar. 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 amaçlarken, uzaktan algılama gibi diğerleri genellikle çalışma mesafesi aralıklarını en üst düzeye çıkarmayı amaçlar.