Lazer sisteminin önemli performans karakterizasyon parametreleri

1. Dalga boyu (birim: nm'den μm'ye)

lazer dalga boyuLazer tarafından taşınan elektromanyetik dalganın dalga boyunu temsil eder. Diğer ışık türleri ile karşılaştırıldığında önemli bir özelliklazertek renkli olmasıdır, yani dalga boyu çok saftır ve yalnızca iyi tanımlanmış bir frekansa sahiptir.

Farklı lazer dalga boyları arasındaki fark:

Kırmızı lazerin dalga boyu genellikle 630nm-680nm arasındadır ve yayılan ışık kırmızıdır ve aynı zamanda en yaygın lazerdir (esas olarak tıbbi besleme ışığı vb. alanında kullanılır);

Yeşil lazerin dalga boyu genellikle yaklaşık 532 nm'dir (esas olarak lazer menzili vb. alanında kullanılır);

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

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

Kızılötesi lazer en özelidir, dalga boyu aralığı ve uygulama alanına göre kızılötesi lazerin dalga boyu genellikle 700nm-1mm aralığında yer alır. Kızılötesi bant ayrıca üç alt banda ayrılabilir: yakın kızılötesi (NIR), orta kızılötesi (MIR) ve uzak kızılötesi (FIR). Yakın kızılötesi dalga boyu aralığı, fiber optik iletişim, biyomedikal görüntüleme ve kızılötesi gece görüş ekipmanlarında yaygın olarak kullanılan yaklaşık 750 nm-1400 nm'dir.

2. Güç ve enerji (birim: W veya J)

Lazer gücüsürekli dalga (CW) lazerinin optik güç çıkışını veya darbeli bir 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 güce ve enerjiye sahip lazerler genellikle daha fazla atık ısı üretir.

Çoğu lazer ışını Gauss ışın profiline sahiptir, dolayısıyla ışınım ve akı, lazerin optik ekseninde en yüksektir ve optik eksenden sapma arttıkça azalır. Diğer lazerler, Gauss ışınlarından farklı olarak, lazer ışınının kesiti boyunca sabit bir ışınım profiline ve yoğunlukta hızlı bir düşüşe sahip olan düz tepeli ışın profillerine sahiptir. Bu nedenle düz tepeli lazerlerin ışınım tepe noktası yoktur. Gauss ışınının tepe gücü, aynı ortalama güce sahip düz tepeli ışının tepe gücünden iki kat daha fazladır.

3. Darbe süresi (birim: fs'den ms'ye)

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

 

4. Tekrarlama oranı (birim: Hz'den MHz'e)

Tekrarlanma oranı birdarbeli lazer(yani darbe tekrarlama oranı), saniye başına yayılan darbe sayısını, yani zaman dizisi darbe aralığının tersini açıklar. Tekrarlama oranı darbe enerjisiyle ters orantılı, ortalama güçle orantılıdır. Tekrarlama oranı genellikle lazer kazanç ortamına bağlı olsa da çoğu durumda tekrarlama oranı değiştirilebilir. Daha yüksek bir tekrarlama oranı, yüzey için daha kısa bir termal gevşeme süresi ve lazer optik elemanın son odağı ile sonuçlanır, bu da malzemenin daha hızlı ısınmasına yol açar.

5. Iraksaklık (tipik birim: mrad)

Her ne kadar lazer ışınları genel olarak yön veren olarak düşünülse de, her zaman belirli bir miktarda sapma içerirler; bu, ışının, kırınıma bağlı olarak lazer ışınının bel kısmından artan bir mesafe boyunca 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, odaklanan 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 üretmek için geleneksel küresel merceklerin yerine genellikle küresel olmayan mercekler kullanılır.

7. Çalışma mesafesi (birim: μm'den m'ye)

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