Důležité parametry charakteristiky výkonu laserového systému

1. Vlnová délka (jednotka: nm až μm)

Thevlnová délka laserupředstavuje vlnovou délku elektromagnetické vlny nesené laserem. Ve srovnání s jinými druhy světla, důležitou vlastnostílaserje, že je monochromatický, což znamená, že jeho vlnová délka je velmi čistá a má pouze jednu přesně definovanou frekvenci.

Rozdíl mezi různými vlnovými délkami laseru:

Vlnová délka červeného laseru je obecně mezi 630nm-680nm a vyzařované světlo je červené a je to také nejběžnější laser (používaný hlavně v oblasti lékařského krmného světla atd.);

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

Vlnová délka modrého laseru je obecně mezi 400nm-500nm (používaný hlavně pro laserovou chirurgii);

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

Infračervený laser je nejspeciálnější, podle rozsahu vlnových délek a aplikačního pole se vlnová délka infračerveného laseru obecně nachází v rozsahu 700nm-1mm. Infračervené pásmo lze dále rozdělit na tři dílčí pásma: blízké infračervené (NIR), střední infračervené (MIR) a vzdálené infračervené (FIR). Rozsah vlnových délek blízkého infračerveného záření je asi 750nm-1400nm, což je široce používáno v optické komunikaci, biomedicínském zobrazování a infračerveném zařízení 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 jejich energie 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 a tok jsou nejvyšší na optické ose laseru a klesají se zvyšující se odchylkou od optické osy. Jiné lasery mají profily paprsku s plochým vrcholem, které na rozdíl od Gaussových paprsků mají konstantní profil ozáření napříč průřezem laserového paprsku a rychlý pokles intenzity. Ploché lasery proto nemají maximální intenzitu záření. Špičkový výkon Gaussova paprsku je dvakrát vyšší než u plochého paprsku se stejným průměrným výkonem.

3. Doba trvání pulsu (jednotka: fs až ms)

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

 

4. Opakovací frekvence (jednotka: Hz až MHz)

Rychlost opakování apulzní laser(tj. rychlost opakování pulsů) popisuje počet pulsů emitovaných za sekundu, tj. převrácenou hodnotu odstupu pulsů časové sekvence. Frekvence opakování je nepřímo úměrná energii pulzu a úměrná průměrnému výkonu. Ačkoli opakovací frekvence obvykle závisí na médiu zesílení laseru, v mnoha případech lze opakovací frekvenci změnit. Vyšší opakovací frekvence má za následek kratší dobu tepelné relaxace povrchu a konečného zaostření laserového optického prvku, což následně vede k rychlejšímu zahřívání materiálu.

5. Divergence (typická jednotka: mrad)

Ačkoli jsou laserové paprsky obecně považovány za kolimační, vždy obsahují určitou divergenci, která popisuje, do jaké míry se paprsek rozchází na rostoucí vzdálenost od pasu laserového paprsku v důsledku difrakce. V aplikacích s velkými pracovními vzdálenostmi, jako jsou systémy liDAR, kde mohou být objekty vzdálené stovky metrů od laserového systému, se divergence stává obzvláště důležitým problémem.

6. Velikost bodu (jednotka: μm)

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

7. Pracovní vzdálenost (jednotka: μm až m)

Operační 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 jsou lékařské lasery, se obvykle snaží minimalizovat provozní vzdálenost, zatímco jiné, jako je dálkové snímání, se obvykle snaží maximalizovat rozsah jejich provozní vzdálenosti.