Wichtige Leistungscharakterisierungsparameter vonLasersystem
1. Wellenlänge (Einheit: nm bis μm)
DerLaserwellenlängestellt die Wellenlänge der vom Laser getragenen elektromagnetischen Welle dar. Im Vergleich zu anderen Lichtarten ein wichtiges Merkmal vonLaserist, dass es monochromatisch ist, was bedeutet, dass seine Wellenlänge sehr rein ist und nur eine genau definierte Frequenz hat.
Der Unterschied zwischen verschiedenen Laserwellenlängen:
Die Wellenlänge des roten Lasers liegt im Allgemeinen zwischen 630 nm und 680 nm, und das emittierte Licht ist rot und es ist auch der am häufigsten verwendete Laser (hauptsächlich im Bereich des medizinischen Ernährungslichts usw. verwendet);
Die Wellenlänge des grünen Lasers beträgt im Allgemeinen etwa 532 nm (wird hauptsächlich im Bereich der Laserentfernungsmessung usw. verwendet);
Die Wellenlänge des blauen Lasers liegt im Allgemeinen zwischen 400 und 500 nm (wird hauptsächlich für Laserchirurgie verwendet).
UV-Laser zwischen 350 nm und 400 nm (hauptsächlich in der Biomedizin verwendet);
Der Infrarotlaser ist der speziellste Laser. Je nach Wellenlängenbereich und Anwendungsbereich liegt die Wellenlänge des Infrarotlasers im Allgemeinen im Bereich von 700 nm bis 1 mm. Das Infrarotband kann weiter in drei Unterbänder unterteilt werden: nahes Infrarot (NIR), mittleres Infrarot (MIR) und fernes Infrarot (FIR). Der Wellenlängenbereich im nahen Infrarot liegt bei etwa 750 nm bis 1400 nm und wird häufig in der Glasfaserkommunikation, der biomedizinischen Bildgebung und in Infrarot-Nachtsichtgeräten verwendet.
2. Leistung und Energie (Einheit: W oder J)
Laserleistungwird verwendet, um die optische Leistung eines Dauerstrichlasers (CW) oder die durchschnittliche Leistung eines gepulsten Lasers zu beschreiben. Darüber hinaus zeichnen sich gepulste Laser dadurch aus, dass ihre Pulsenergie proportional zur mittleren Leistung und umgekehrt proportional zur Wiederholrate des Pulses ist und Laser mit höherer Leistung und Energie in der Regel mehr Abwärme erzeugen.
Die meisten Laserstrahlen haben ein Gaußsches Strahlprofil, sodass sowohl die Bestrahlungsstärke als auch der Fluss auf der optischen Achse des Lasers am höchsten sind und mit zunehmender Abweichung von der optischen Achse abnehmen. Andere Laser haben Strahlprofile mit flacher Spitze, die im Gegensatz zu Gaußschen Strahlen ein konstantes Bestrahlungsstärkeprofil über den Querschnitt des Laserstrahls und einen schnellen Intensitätsabfall aufweisen. Daher haben Flat-Top-Laser keine Spitzenbestrahlungsstärke. Die Spitzenleistung eines Gaußschen Strahls ist doppelt so hoch wie die eines Strahls mit flacher Spitze und gleicher Durchschnittsleistung.
3. Impulsdauer (Einheit: fs bis ms)
Die Laserpulsdauer (dh Pulsbreite) ist die Zeit, die der Laser benötigt, um die Hälfte der maximalen optischen Leistung (FWHM) zu erreichen.
4. Wiederholungsrate (Einheit: Hz bis MHz)
Die Wiederholungsrate von agepulster Laser(also die Pulswiederholungsrate) beschreibt die Anzahl der pro Sekunde ausgesendeten Pulse, also den Kehrwert der zeitlichen Abfolge der Pulsabstände. Die Wiederholungsrate ist umgekehrt proportional zur Pulsenergie und proportional zur Durchschnittsleistung. Obwohl die Wiederholungsrate normalerweise vom Laserverstärkungsmedium abhängt, kann die Wiederholungsrate in vielen Fällen geändert werden. Eine höhere Wiederholungsrate führt zu einer kürzeren thermischen Relaxationszeit für die Oberfläche und den endgültigen Fokus des laseroptischen Elements, was wiederum zu einer schnelleren Erwärmung des Materials führt.
5. Divergenz (typische Einheit: mrad)
Obwohl Laserstrahlen im Allgemeinen als kollimierend angesehen werden, weisen sie immer eine gewisse Divergenz auf, die das Ausmaß beschreibt, in dem der Strahl aufgrund der Beugung über eine zunehmende Entfernung von der Taille des Laserstrahls divergiert. Bei Anwendungen mit großen Arbeitsabständen wie LiDAR-Systemen, bei denen Objekte Hunderte von Metern vom Lasersystem entfernt sein können, wird Divergenz zu einem besonders wichtigen Problem.
6. Spotgröße (Einheit: μm)
Die Spotgröße des fokussierten Laserstrahls beschreibt den Strahldurchmesser im Brennpunkt des Fokussierlinsensystems. Bei vielen Anwendungen, beispielsweise in der Materialbearbeitung und in der medizinischen Chirurgie, besteht das Ziel darin, die Punktgröße zu minimieren. Dies maximiert die Leistungsdichte und ermöglicht die Erstellung besonders feinkörniger Merkmale. Asphärische Linsen werden häufig anstelle herkömmlicher sphärischer Linsen verwendet, um sphärische Aberrationen zu reduzieren und eine kleinere Brennfleckgröße zu erzeugen.
7. Arbeitsabstand (Einheit: μm bis m)
Der Betriebsabstand eines Lasersystems wird normalerweise als der physische Abstand vom letzten optischen Element (normalerweise einer Fokussierlinse) zum Objekt oder zur Oberfläche definiert, auf das der Laser fokussiert. Bestimmte Anwendungen, beispielsweise medizinische Laser, zielen typischerweise darauf ab, den Betriebsabstand zu minimieren, während andere, beispielsweise Fernerkundung, typischerweise darauf abzielen, den Betriebsabstandsbereich zu maximieren.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 11. Juni 2024