Parâmetros importantes de caracterização de desempenho do sistema a laser

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

Ocomprimento de onda do laserrepresenta o comprimento de onda da onda eletromagnética transportada pelo laser. Comparado a outros tipos de luz, uma característica importante delaseré 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 é geralmente entre 630nm-680nm, e a luz emitida é vermelha e também é o laser mais comum (principalmente usado no campo da luz de alimentação médica, etc.);

O comprimento de onda do laser verde geralmente é de cerca de 532Nm (principalmente usado no campo de variação a laser, etc.);

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

Laser UV entre 350nm-400nm (principalmente usado na 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 geralmente está localizado na faixa de 700 nm-1mm. A banda infravermelha pode ser dividida em três sub-bandas: 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 utilizado na comunicação de fibra óptica, imagem biomédica e equipamentos de visão noturna infravermelha.

2. Poder e energia (unidade: w ou j)

Power a laseré usado para descrever a saída de 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 que sua energia de pulso é proporcional à potência média e inversamente proporcional à taxa de repetição do pulso, e os lasers com maior energia e energia geralmente produzem mais calor residual.

A maioria dos feixes de laser possui um perfil de feixe gaussiano, portanto 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 raios gaussianos, têm um perfil de irradiância constante na seção transversal do feixe a laser e um rápido declínio na intensidade. Portanto, os lasers planos não têm pico de irradiância. O pico de potência de um feixe gaussiano é o dobro do de um feixe de topo plano com a mesma potência média.

3. Duração do pulso (unidade: FS para MS)

A duração do pulso do laser (ou seja, a 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(ou seja, a taxa de repetição de pulso) descreve o número de pulsos emitidos por segundo, ou seja, o recíproco do espaçamento de pulso de 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 o foco final do elemento óptico do laser, que por sua vez leva a um aquecimento mais rápido do material.

5. Divergência (unidade típica: MRAD)

Embora os feixes a laser sejam geralmente considerados colimadores, eles sempre contêm uma certa quantidade de divergência, que descreve até que ponto o feixe diverge a uma distância crescente da cintura do feixe do laser devido à difração. Em aplicações com longas distâncias de trabalho, como sistemas LiDAR, onde os objetos podem estar centenas de metros do sistema a laser, a divergência se torna 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 finos. As lentes asféricas são frequentemente usadas em vez de lentes esféricas tradicionais para reduzir as 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 a superfície em que o laser se concentra. Certas aplicações, como lasers médicos, geralmente procuram minimizar a distância operacional, enquanto outros, como sensoriamento remoto, geralmente visam maximizar sua faixa de distância operacional.