Důležité parametry charakterizace výkonu laserového systému

1. Vlnová délka (jednotka: nm až μm)

Ten/Ta/Tovlnová délka laserupředstavuje vlnovou délku elektromagnetické vlny přenášené laserem. Ve srovnání s jinými typy světla je důležitou vlastnostílaserje, že je monochromatický, což znamená, že jeho vlnová délka je velmi čistá a má pouze jednu dobře definovanou frekvenci.

Rozdíl mezi různými vlnovými délkami laseru:

Vlnová délka červeného laseru je obecně mezi 630nm a 680nm a vyzařované světlo je červené a je také nejběžnějším laserem (používaným hlavně v oblasti lékařského krmení atd.);

Vlnová délka zeleného laseru je obecně asi 532 nm (používá se hlavně v oblasti laserového měření vzdálenosti atd.);

Vlnová délka modrého laseru je obvykle mezi 400 nm a 500 nm (používá se hlavně pro laserovou chirurgii);

UV laser mezi 350nm-400nm (používaný hlavně v biomedicíně);

Infračervený laser je nejspeciálnější. Podle rozsahu vlnových délek a oblasti použití se vlnová délka infračerveného laseru obvykle nachází v rozmezí 700 nm až 1 mm. Infračervené pásmo lze dále rozdělit na tři podpásma: blízké infračervené záření (NIR), střední infračervené záření (MIR) a vzdálené infračervené záření (FIR). Rozsah vlnových délek blízkého infračerveného záření je přibližně 750 nm až 1400 nm a široce se používá v optické komunikaci, biomedicínském zobrazování a infračervených zařízeních pro noční vidění.

2. Výkon a energie (jednotka: W nebo J)

Výkon laseruse používá k popisu optického výkonu laseru s kontinuální vlnou (CW) nebo průměrného výkonu pulzního laseru. Pulzní lasery se navíc vyznačují tím, že energie jejich pulzu je úměrná průměrnému výkonu a nepřímo úměrná opakovací frekvenci pulzu a lasery s vyšším výkonem a energií obvykle produkují více odpadního tepla.

Většina laserových paprsků má gaussovský profil paprsku, takže ozáření i tok jsou nejvyšší na optické ose laseru a klesají s rostoucí odchylkou od optické osy. Jiné lasery mají profily paprsku s plochým vrcholem, které na rozdíl od gaussovských paprsků mají konstantní profil ozáření napříč průřezem laserového paprsku a rychlý pokles intenzity. Lasery s plochým vrcholem proto nemají špičkové ozáření. Špičkový výkon gaussovského paprsku je dvojnásobný oproti paprsku s plochým vrcholem se stejným průměrným výkonem.

3. Délka pulzu (jednotka: fs až ms)

Trvání laserového pulzu (tj. šířka pulzu) je doba, za kterou laser dosáhne poloviny maximálního optického výkonu (FWHM).

 

4. Opakovací frekvence (jednotka: Hz až MHz)

Frekvence opakovánípulzní laser(tj. frekvence opakování pulzů) popisuje počet emitovaných pulzů za sekundu, tj. převrácenou hodnotu časové posloupnosti rozteče pulzů. Frekvence opakování je nepřímo úměrná energii pulzu a úměrná průměrnému výkonu. Ačkoli frekvence opakování obvykle závisí na laserovém zesilovacím médiu, v mnoha případech lze frekvenci opakování měnit. Vyšší frekvence opakování má za následek kratší dobu tepelné relaxace povrchu a konečného zaostření laserového optického prvku, což následně vede k rychlejšímu ohřevu materiálu.

5. Divergence (typická jednotka: mrad)

Ačkoli jsou laserové paprsky obecně považovány za kolimační, vždy obsahují určitou míru divergence, která popisuje míru, do jaké se paprsek v důsledku difrakce rozbíhá s rostoucí vzdáleností od pasu laserového paprsku. V aplikacích s dlouhými pracovními vzdálenostmi, jako jsou systémy liDAR, kde objekty mohou být od laserového systému vzdáleny stovky metrů, se divergence stává obzvláště důležitým problémem.

6. Velikost bodu (jednotka: μm)

Velikost bodu zaostřeného laserového paprsku popisuje průměr paprsku v ohnisku zaostřovacího čočkového systému. V mnoha aplikacích, jako je zpracování materiálů a lékařská chirurgie, je cílem minimalizovat velikost bodu. To maximalizuje hustotu výkonu a umožňuje vytváření obzvláště jemnozrnných prvků. Asférické čočky se často používají místo tradičních sférických čoček, aby se snížily sférické aberace a vytvořila se menší velikost ohniskové skvrny.

7. Pracovní vzdálenost (jednotka: μm až m)

Provozní vzdálenost laserového systému je obvykle definována jako fyzická vzdálenost od konečného optického prvku (obvykle zaostřovací čočky) k objektu nebo povrchu, na který laser zaostřuje. Některé aplikace, jako například lékařské lasery, se obvykle snaží minimalizovat provozní vzdálenost, zatímco jiné, jako například dálkový průzkum Země, se obvykle snaží maximalizovat dosah provozní vzdálenosti.