Лазерлік жүйенің өнімділігін сипаттаудың маңызды параметрлері

1. Толқын ұзындығы (бірлік: нм – мкм)

Theлазерлік толқын ұзындығылазер тасымалдайтын электромагниттік толқынның толқын ұзындығын білдіреді. Жарықтың басқа түрлерімен салыстырғанда маңызды ерекшелігілазерол монохроматикалық, яғни оның толқын ұзындығы өте таза және оның бір ғана жақсы анықталған жиілігі бар.

Лазердің әртүрлі толқын ұзындығының айырмашылығы:

Қызыл лазердің толқын ұзындығы әдетте 630 нм-680 нм арасында, ал шығарылатын жарық қызыл болып табылады, сонымен қатар ол ең көп таралған лазер (негізінен медициналық тамақтандыру саласында қолданылады және т.б.);

Жасыл лазердің толқын ұзындығы әдетте шамамен 532 нм (негізінен лазерлік диапазонда және т.б. қолданылады);

Көк лазердің толқын ұзындығы әдетте 400нм-500нм арасында (негізінен лазерлік хирургия үшін пайдаланылады);

350нм-400нм арасындағы ультракүлгін лазер (негізінен биомедицинада қолданылады);

Инфрақызыл лазер толқын ұзындығы диапазоны мен қолдану өрісіне сәйкес ең ерекше болып табылады, инфрақызыл лазер толқын ұзындығы әдетте 700нм-1мм диапазонында орналасқан. Инфрақызыл жолақты одан әрі үш ішкі диапазонға бөлуге болады: жақын инфрақызыл (NIR), орта инфрақызыл (MIR) және алыс инфрақызыл (FIR). Жақын инфрақызыл толқын ұзындығы диапазоны шамамен 750нм-1400нм, ол оптикалық талшықты байланыста, биомедициналық бейнелеуде және инфрақызыл түнгі көру жабдықтарында кеңінен қолданылады.

2. Қуат және энергия (бірлік: Вт немесе Дж)

Лазерлік қуатүздіксіз толқын (CW) лазерінің оптикалық қуатын немесе импульстік лазердің орташа қуатын сипаттау үшін қолданылады. Сонымен қатар, импульстік лазерлер олардың импульстік энергиясының орташа қуатқа пропорционалды және импульстің қайталану жылдамдығына кері пропорционалдылығымен сипатталады, ал қуаты мен энергиясы жоғары лазерлер әдетте қалдық жылуды көбірек шығарады.

Көптеген лазер сәулелерінің гаусс сәулесінің профилі бар, сондықтан сәулелену мен ағын лазердің оптикалық осінде ең жоғары болады және оптикалық осьтен ауытқу өскен сайын азаяды. Басқа лазерлердің гаусс сәулелерінен айырмашылығы, лазер сәулесінің көлденең қимасы бойынша тұрақты сәулелену профиліне және қарқындылығының тез төмендеуіне ие болатын жалпақ төбесі бар сәулелік профильдері бар. Сондықтан үстіңгі жағы тегіс лазерлерде ең жоғары сәулелену болмайды. Гаусс сәулесінің ең жоғары қуаты бірдей орташа қуаты бар жалпақ төбесі бар сәуледен екі есе көп.

3. Импульс ұзақтығы (бірлік: fs-тен мс-ке дейін)

Лазер импульсінің ұзақтығы (яғни импульс ені) - лазердің максималды оптикалық қуаттың (FWHM) жартысына жетуіне кететін уақыт.

 

4. Қайталау жиілігі (бірлік: Гц – МГц)

Қайталану жылдамдығы aимпульстік лазер(яғни импульстің қайталану жылдамдығы) секундына шығарылатын импульстардың санын сипаттайды, яғни уақыт тізбегі импульстарының аралығының кері. Қайталану жылдамдығы импульстік энергияға кері пропорционал және орташа қуатқа пропорционал. Қайталану жылдамдығы әдетте лазердің күшейту ортасына байланысты болса да, көп жағдайда қайталау жылдамдығын өзгертуге болады. Жоғары қайталану жылдамдығы лазерлік оптикалық элементтің беті мен соңғы фокусы үшін термиялық релаксация уақытының қысқаруына әкеледі, бұл өз кезегінде материалды жылдамырақ қыздыруға әкеледі.

5. Дивергенция (типтік бірлік: mrad)

Лазерлік сәулелер әдетте коллимациялаушы деп есептелсе де, олар әрқашан дифракцияға байланысты сәуленің лазер сәулесінің белінен ұлғайған арақашықтықта ауытқу дәрежесін сипаттайтын белгілі бір алшақтықты қамтиды. Нысандар лазерлік жүйеден жүздеген метр қашықтықта болуы мүмкін liDAR жүйелері сияқты ұзақ жұмыс қашықтығы бар қолданбаларда дивергенция ерекше маңызды мәселеге айналады.

6. Дақ өлшемі (бірлік: мкм)

Фокусталған лазер сәулесінің нүкте өлшемі фокустау линза жүйесінің фокустық нүктесіндегі сәуленің диаметрін сипаттайды. Материалды өңдеу және медициналық хирургия сияқты көптеген қолданбаларда мақсат нүкте өлшемін азайту болып табылады. Бұл қуат тығыздығын барынша арттырады және ерекше ұсақ түйіршікті мүмкіндіктерді жасауға мүмкіндік береді. Сфералық аберрацияларды азайту және кішірек фокустық нүкте өлшемін жасау үшін дәстүрлі сфералық линзалардың орнына жиі асфералық линзалар қолданылады.

7. Жұмыс қашықтығы (бірлік: мкм-ден м-ге дейін)

Лазерлік жүйенің жұмыс қашықтығы әдетте соңғы оптикалық элементтен (әдетте фокустаушы линза) лазер фокусталатын нысанға немесе бетке дейінгі физикалық қашықтық ретінде анықталады. Медициналық лазерлер сияқты кейбір қолданбалар әдетте жұмыс қашықтығын азайтуға ұмтылады, ал қашықтан зондтау сияқты басқалары әдетте жұмыс қашықтығын арттыруды мақсат етеді.