Lazer sisteminin önemli performans karakterizasyon parametreleri

1. Dalga boyu (birim: nm - μm)

Olazer dalga boyuLazer tarafından taşınan elektromanyetik dalganın dalga boyunu temsil eder. Diğer ışık türleriyle karşılaştırıldığında, önemli bir özelliği şudur:lazerBunun en önemli özelliği, monokromatik olmasıdır; yani dalga boyu çok saftır ve yalnızca tek, iyi tanımlanmış bir frekansa sahiptir.

Lazer ışınlarının farklı dalga boyları arasındaki fark:

Kırmızı lazerin dalga boyu genellikle 630nm-680nm arasındadır ve yaydığı ışık kırmızıdır; ayrıca en yaygın lazer türüdür (esas olarak tıbbi besleme ışığı vb. alanlarda kullanılır).

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

Mavi lazerin dalga boyu genellikle 400nm-500nm arasındadır (esas olarak lazer cerrahisinde kullanılır);

350nm-400nm arası UV lazer (esas olarak biyotıp alanında kullanılır);

Kızılötesi lazer, dalga boyu aralığı ve uygulama alanına göre en özel olanıdır; kızılötesi lazer dalga boyu genellikle 700nm-1mm aralığında yer alır. Kızılötesi bant, 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) lazerin optik güç çıkışını veya darbeli lazerin ortalama gücünü tanımlamak için kullanılır. Ek olarak, darbeli lazerler, darbe enerjilerinin ortalama güçle doğru 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 yüksektir ve optik eksenden sapma arttıkça azalır. Diğer lazerler ise Gauss ışınlarından farklı olarak, lazer ışınının kesiti boyunca sabit bir ışınım profiline ve yoğunlukta hızlı bir düşüşe sahip düz tepeli ışın profillerine sahiptir. Bu nedenle, düz tepeli lazerlerin tepe ışınımı yoktur. Gauss ışınının tepe gücü, aynı ortalama güce sahip düz tepeli bir ışınınkinin iki katıdır.

3. Darbe süresi (birim: fs - ms)

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

 

4. Tekrarlama hızı (birim: Hz - MHz)

Bir tekrarlama oranıdarbeli lazer(Yani darbe tekrarlama hızı) saniyede yayılan darbe sayısını, yani zaman dizisi darbe aralığının tersini tanımlar. Tekrarlama hızı, darbe enerjisiyle ters orantılı ve ortalama güçle doğru orantılıdır. Tekrarlama hızı genellikle lazer kazanç ortamına bağlı olsa da, birçok durumda tekrarlama hızı değiştirilebilir. Daha yüksek bir tekrarlama hızı, lazer optik elemanının yüzeyi ve son odak noktası için daha kısa bir termal gevşeme süresine yol açar ve bu da malzemenin daha hızlı ısınmasına neden olur.

5. Iraksama (tipik birim: mrad)

Lazer ışınlarının genellikle paralel (kollimatör) olduğu düşünülse de, her zaman belirli bir miktarda sapma içerirler; bu sapma, lazer ışınının bel noktasından artan bir mesafede kırınım nedeniyle ne kadar saptığını tanımlar. Nesnelerin lazer sisteminden yüzlerce metre uzakta olabileceği LiDAR sistemleri gibi uzun çalışma mesafelerine sahip uygulamalarda, sapma özellikle önemli bir sorun haline gelir.

6. Nokta boyutu (birim: μm)

Odaklanmış lazer ışınının nokta boyutu, odaklama mercek 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 elde etmek için geleneksel küresel mercekler yerine genellikle asferik mercekler kullanılır.

7. Çalışma mesafesi (birim: μm - m)

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