Parâmetros importantes de caracterização de desempenho do sistema laser

1. Comprimento de onda (unidade: nm a μm)

Ocomprimento de onda do laserrepresenta o comprimento de onda da onda eletromagnética transportada pelo laser. Em comparação com outros tipos de luz, uma característica importante dalaseré que é monocromático, o que significa que seu comprimento de onda é muito puro e possui apenas uma frequência bem definida.

A diferença entre diferentes comprimentos de onda do laser:

O comprimento de onda do laser vermelho está geralmente entre 630nm-680nm, e a luz emitida é vermelha, e também é o laser mais comum (usado principalmente no campo da luz de alimentação médica, etc.);

O comprimento de onda do laser verde é geralmente de cerca de 532 nm (usado principalmente na área de alcance de laser, etc.);

O comprimento de onda do laser azul está geralmente entre 400nm-500nm (usado principalmente para cirurgia a laser);

Laser UV entre 350nm-400nm (usado principalmente em biomedicina);

O laser infravermelho é o mais especial, de acordo com a faixa de comprimento de onda e o campo de aplicação, o comprimento de onda do laser infravermelho está geralmente localizado na faixa de 700nm-1mm. A banda infravermelha pode ser dividida em três subbandas: infravermelho próximo (NIR), infravermelho médio (MIR) e infravermelho distante (FIR). A faixa de comprimento de onda do infravermelho próximo é de cerca de 750nm-1400nm, que é amplamente utilizada em comunicação de fibra óptica, imagens biomédicas e equipamentos de visão noturna infravermelha.

2. Potência e energia (unidade: W ou J)

Potência laseré usado para descrever a potência óptica de um laser de onda contínua (CW) ou a potência média de um laser pulsado. Além disso, os lasers pulsados ​​​​são caracterizados pelo fato de sua energia de pulso ser proporcional à potência média e inversamente proporcional à taxa de repetição do pulso, e lasers com maior potência e energia geralmente produzem mais calor residual.

A maioria dos feixes de laser tem um perfil de feixe gaussiano, de modo que a irradiância e o fluxo são mais altos no eixo óptico do laser e diminuem à medida que o desvio do eixo óptico aumenta. Outros lasers possuem perfis de feixe de topo plano que, diferentemente dos feixes gaussianos, possuem um perfil de irradiância constante ao longo da seção transversal do feixe de laser e um rápido declínio na intensidade. Portanto, os lasers de topo plano não possuem irradiância de pico. A potência de pico de um feixe gaussiano é duas vezes maior que a de um feixe de topo plano com a mesma potência média.

3. Duração do pulso (unidade: fs a ms)

A duração do pulso do laser (ou seja, largura do pulso) é o tempo que leva para o laser atingir metade da potência óptica máxima (FWHM).

 

4. Taxa de repetição (unidade: Hz a MHz)

A taxa de repetição de umlaser pulsado(isto é, a taxa de repetição de pulso) descreve o número de pulsos emitidos por segundo, ou seja, o recíproco do espaçamento de pulso da sequência de tempo. A taxa de repetição é inversamente proporcional à energia do pulso e proporcional à potência média. Embora a taxa de repetição geralmente dependa do meio de ganho do laser, em muitos casos, a taxa de repetição pode ser alterada. Uma taxa de repetição mais alta resulta em um tempo de relaxamento térmico mais curto para a superfície e no foco final do elemento óptico do laser, o que por sua vez leva a um aquecimento mais rápido do material.

5. Divergência (unidade típica: mrad)

Embora os feixes de laser sejam geralmente considerados colimadores, eles sempre contêm uma certa divergência, que descreve a extensão em que o feixe diverge ao longo de uma distância crescente da cintura do feixe de laser devido à difração. Em aplicações com longas distâncias de trabalho, como sistemas LiDAR, onde os objetos podem estar a centenas de metros de distância do sistema laser, a divergência torna-se um problema particularmente importante.

6. Tamanho do ponto (unidade: μm)

O tamanho do ponto do feixe de laser focado descreve o diâmetro do feixe no ponto focal do sistema de lentes de foco. Em muitas aplicações, como processamento de materiais e cirurgia médica, o objetivo é minimizar o tamanho do ponto. Isso maximiza a densidade de potência e permite a criação de recursos particularmente refinados. Lentes asféricas são frequentemente usadas em vez de lentes esféricas tradicionais para reduzir aberrações esféricas e produzir um tamanho de ponto focal menor.

7. Distância de trabalho (unidade: μm a m)

A distância operacional de um sistema a laser é geralmente definida como a distância física do elemento óptico final (geralmente uma lente de foco) até o objeto ou superfície que o laser focaliza. Certas aplicações, como lasers médicos, normalmente procuram minimizar a distância operacional, enquanto outras, como o sensoriamento remoto, normalmente visam maximizar o alcance da distância operacional.