Постоји широк спектар ласерских система опште намене у различитим применама као што су обрада материјала, ласерска хирургија и даљинско испитивање, али многи ласерски системи имају заједничке кључне параметре. Успостављање заједничких термина за ове параметре спречава погрешну комуникацију, а њихово разумевање омогућава да ласерски систем и компоненте буду исправно специфицирани како би испунили захтеве апликације.
Основни параметри
Следећи основни параметри су најосновнији концепти ласерских система и такође су критични за разумевање напреднијих тачака.
1. Таласна дужина(Типичне јединице: нм/ум)
Таласна дужина ласера описује просторну фреквенцију емитованог светлосног таласа. Различити материјали ће имати јединствена својства апсорпције зависне од таласне дужине у обради материјала, што резултира различитим интеракцијама са материјалом. Слично томе, атмосферска апсорпција и интерференција ће имати различите ефекте на одређене таласне дужине у даљинском сензору, а у медицинским ласерским апликацијама, различити комплекси ће имати различиту апсорпцију на одређеним таласним дужинама. Ласери краће таласне дужине и ласерска оптика олакшавају стварање малих, прецизних карактеристика са минималним периферним грејањем јер је фокусна тачка мања. Међутим, они су генерално скупљи и склонији оштећењу од ласера дужине таласне дужине.
2. Снага и енергија(Типичне јединице: В/Ј)
Снага ласера се мери у ватима (В) и користи се за описивање излазне оптичке снаге ласера са континуалним таласом (ЦВ) или просечне снаге импулсног ласера. Пулсне ласере карактерише и њихова импулсна енергија, која је пропорционална просечној снази и обрнуто пропорционална брзини понављања ласера. Енергија се мери у џулима (Ј).
Ласери веће снаге и енергије су генерално скупљи и производе више отпадне топлоте. Како се снага и енергија повећавају, постаје све теже одржавати висок квалитет зрака.
3. Трајање пулса(Типичне јединице: фс/мс)
Трајање ласерског пулса или ширина импулса се обично дефинише као полувршна пуна ширина (ФВХМ) снаге и времена ласерског светла. Ултрабрзи ласери имају многе предности у низу примена, укључујући прецизну обраду материјала и медицинске ласере, а карактерише их кратко трајање импулса од око пикосекунди (10-12 секунди) до атосекунди (10-18 секунди).
4. Стопа понављања(Типичне јединице: Хз/МХз)
Брзина понављања или брзина понављања импулса импулсног ласера описује број импулса који се емитују у секунди или обрнути временски интервал импулса. Као што је раније поменуто, стопа понављања је обрнуто пропорционална енергији импулса и пропорционална просечној снази. Иако стопа понављања обично зависи од медијума за појачавање ласера, у многим случајевима може да варира. Већа стопа понављања резултира краћим временом термичке релаксације површине и коначног фокуса ласерске оптике, што доводи до бржег загревања материјала.
5. Дужина кохеренције(Типичне јединице: мм/м)
Ласери су кохерентни, што значи да постоји фиксни однос између фазних вредности електричног поља у различитим временима или на различитим локацијама. То је зато што за разлику од већине других врста извора светлости, ласерска светлост се производи стимулисаном емисијом. Кохеренција се смањује током ширења , а дужина кохеренције ласера дефинише раздаљину на којој временска кохерентност ласера остаје одређеног квалитета.
6. Поларизација
Поларизација дефинише правац електричног поља светлосног таласа, који је увек окомит на правац простирања. У већини случајева, ласер ће бити линеарно поларизован, што значи да емитовано електрично поље увек показује у истом правцу. Неполаризована светлост ће имати електрична поља усмерена у много различитих праваца. Поларизација се обично изражава као однос жаришне снаге светлости у два ортогонална поларизациона стања, као што је 100:1 или 500:1.
Параметри зрака
Следећи параметри карактеришу облик и квалитет ласерског зрака.
7. Пречник греде(Типичне јединице: мм/цм)
Пречник снопа ласера карактерише попречно проширење зрака, или његову физичку величину управно на правац ширења. Обично се дефинише као ширина 1/е2, која је дефинисана интензитетом зрака који достиже 1/е2 (≈ 13,5%). При 1/е2, интензитет поља пада на 1/е (≈ 37%). Што је већи пречник снопа, већа је оптика и цео систем да би се избегло скраћивање снопа, чиме се повећавају трошкови. Међутим, смањење пречника снопа повећава густину снаге/енергије, што такође може бити штетно.
8. Снага или густина енергије(Типичне јединице: В/цм2, МВ/цм2 или µЈ/цм2, Ј/цм2)
Пречник зрака је повезан са снагом/густином енергије ласерског зрака или оптичком снагом/енергијом по јединици површине. Што је већи пречник снопа, то је мања густина снаге/енергије зрака са константном снагом или енергијом. У коначном излазу система (нпр. код ласерског сечења или заваривања), велика густина снаге/енергије је обично идеална, али унутар система, ниска концентрација снаге/енергије је обично корисна за спречавање оштећења изазваних ласером. Ово такође спречава да регион велике снаге/енергетске густине зрака јонизује ваздух. Из ових разлога, између осталог, продужитељи ласерског снопа се често користе за повећање пречника, чиме се смањује густина снаге/енергије унутар ласерског система. Међутим, мора се пазити да се сноп не прошири превише, тако да сноп буде блокиран од пора у систему, што резултира губитком енергије и потенцијалним оштећењима.
9. Профил греде
Профил снопа ласера описује расподелу интензитета преко попречног пресека снопа. Уобичајени профили греда укључују Гаусову греду и греду са равним врхом, чији профили греда прате Гаусову функцију и функцију са равним врхом. Међутим, ниједан ласер не може произвести савршено Гаусов или савршено раван горњи сноп чији профил снопа тачно одговара његовој карактеристичној функцији, јер увек постоји одређени број врућих тачака или флуктуација унутар ласера. Разлика између стварног профила снопа ласера и идеалног профила зрака обично се описује метриком која укључује М2 фактор ласера.
10. Дивергенција(типична јединица: мрад)
Иако се ласерски зраци генерално сматрају колимирајућим, они увек садрже одређену количину дивергенције, која описује степен до којег се сноп дивергује на све већој удаљености од струка ласерског зрака услед дифракције. У апликацијама са великим радним растојањима, као што су лиДАР системи, где објекти могу бити стотинама метара удаљени од ласерског система, дивергенција постаје посебно важан проблем. Дивергенција зрака се обично дефинише половином угла ласера, а дивергенција (θ) Гаусовог снопа је дефинисана као:
θ═λ/πw0
λ је таласна дужина ласера, а в0 је струк ласера.
Ови коначни параметри описују перформансе ласерског система на излазу.
11. Величина тачке(Типична јединица: µм)
Величина тачке фокусираног ласерског зрака описује пречник зрака у фокусној тачки система сочива за фокусирање. У многим апликацијама, као што су обрада материјала и медицинска хирургија, циљ је минимизирати величину тачке. Ово максимизира густину снаге и омогућава стварање посебно финих карактеристика. Асферична сочива се често користе уместо традиционалних сферичних сочива да би се смањиле сферне аберације и произвела мања величина жаришне тачке. Неки типови ласерских система на крају не фокусирају ласер на тачку, у ком случају се овај параметар не примењује.
12. Радна удаљеност(типична јединица: µм / м)
Радна удаљеност ласерског система се генерално дефинише као физичка удаљеност од коначног оптичког елемента (обично сочива за фокусирање) до објекта или површине на коју је ласер фокусиран. Неке апликације, као што су медицински ласери, често настоје да минимизирају радну удаљеност, док друге апликације, као што је даљинско детектовање, често имају за циљ да максимизирају опсег своје радне удаљености.
Кси'ан Гуосхенг Ласер Тецхнологи Цо., Лтд. је високотехнолошко предузеће специјализовано за истраживање и развој, производњу и продају аутоматске ласерске машине за облагање, брзе ласерске машине за облагање, машине за ласерско гашење, машине за ласерско заваривање и опрему за ласерско 3Д штампање. Наши производи су исплативи и продају се у земљи и иностранству. Ако сте заинтересовани за наше производе, контактирајте нас на bob@gshenglaser.com.