معلمات توصيف الأداء الهامة لنظام الليزر

1. الطول الموجي (الوحدة: نانومتر إلى ميكرومتر)

الالطول الموجي لليزريمثل الطول الموجي للموجة الكهرومغناطيسية التي يحملها الليزر. بالمقارنة مع أنواع أخرى من الضوء، وهي سمة هامة من سماتالليزرهو أنها أحادية اللون، مما يعني أن طولها الموجي نقي جدًا ولها تردد واحد محدد جيدًا.

الفرق بين الأطوال الموجية المختلفة لليزر:

يتراوح الطول الموجي لليزر الأحمر عمومًا بين 630 نانومتر و680 نانومتر، والضوء المنبعث أحمر، وهو أيضًا الليزر الأكثر شيوعًا (يستخدم بشكل أساسي في مجال إضاءة التغذية الطبية، وما إلى ذلك)؛

يبلغ الطول الموجي لليزر الأخضر بشكل عام حوالي 532 نانومتر (يستخدم بشكل رئيسي في مجال نطاق الليزر، وما إلى ذلك)؛

يتراوح الطول الموجي لليزر الأزرق عمومًا بين 400 نانومتر و500 نانومتر (يستخدم بشكل أساسي في جراحة الليزر)؛

الليزر فوق البنفسجي بين 350 نانومتر - 400 نانومتر (يستخدم بشكل رئيسي في الطب الحيوي)؛

ليزر الأشعة تحت الحمراء هو الأكثر خصوصية، وفقًا لنطاق الطول الموجي ومجال التطبيق، يقع الطول الموجي لليزر بالأشعة تحت الحمراء بشكل عام في نطاق 700 نانومتر -1 مم. يمكن تقسيم نطاق الأشعة تحت الحمراء إلى ثلاثة نطاقات فرعية: الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR)، والأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIR)، والأشعة تحت الحمراء البعيدة (FIR). يبلغ نطاق الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء القريبة حوالي 750 نانومتر - 1400 نانومتر، والذي يستخدم على نطاق واسع في اتصالات الألياف الضوئية والتصوير الطبي الحيوي ومعدات الرؤية الليلية بالأشعة تحت الحمراء.

2. الطاقة والطاقة (الوحدة: W أو J)

قوة الليزريستخدم لوصف خرج الطاقة الضوئية لليزر الموجي المستمر (CW) أو متوسط ​​طاقة الليزر النبضي. بالإضافة إلى ذلك، تتميز أجهزة الليزر النبضية بحقيقة أن طاقة نبضها تتناسب مع متوسط ​​الطاقة وتتناسب عكسيا مع معدل تكرار النبضة، وعادة ما تنتج أجهزة الليزر ذات الطاقة والطاقة الأعلى المزيد من الحرارة المهدرة.

تحتوي معظم أشعة الليزر على شكل شعاع غاوسي، وبالتالي فإن الإشعاع والتدفق يكونان في أعلى مستوياتهما على المحور البصري لليزر ويتناقصان مع زيادة الانحراف عن المحور البصري. تحتوي أجهزة الليزر الأخرى على أشكال شعاع مسطحة، والتي، على عكس الحزم الغوسية، لها شكل إشعاع ثابت عبر المقطع العرضي لشعاع الليزر وانخفاض سريع في الشدة. لذلك، لا تتمتع أجهزة الليزر المسطحة بذروة إشعاع. تبلغ الطاقة القصوى للحزمة الغوسية ضعف قدرة الحزمة المسطحة التي لها نفس متوسط ​​القدرة.

3. مدة النبضة (الوحدة: خ إلى مللي ثانية)

مدة نبضة الليزر (أي عرض النبضة) هي الوقت الذي يستغرقه الليزر للوصول إلى نصف الطاقة الضوئية القصوى (FWHM).

 

4. معدل التكرار (الوحدة: هرتز إلى ميجا هرتز)

معدل التكرار أالليزر النبضي(أي معدل تكرار النبضة) يصف عدد النبضات المنبعثة في الثانية، أي معكوس تباعد النبضات بالتسلسل الزمني. يتناسب معدل التكرار عكسيا مع طاقة النبضة ويتناسب مع متوسط ​​القدرة. على الرغم من أن معدل التكرار يعتمد عادة على وسط كسب الليزر، إلا أنه في كثير من الحالات، يمكن تغيير معدل التكرار. يؤدي معدل التكرار الأعلى إلى وقت استرخاء حراري أقصر للسطح والتركيز النهائي لعنصر الليزر البصري، مما يؤدي بدوره إلى تسخين أسرع للمادة.

5. التباعد (الوحدة النموذجية: mrad)

على الرغم من أن أشعة الليزر يُعتقد عمومًا أنها مترابطة، إلا أنها تحتوي دائمًا على قدر معين من التباعد، وهو ما يصف مدى انحراف الشعاع على مسافة متزايدة من وسط شعاع الليزر بسبب الحيود. في التطبيقات ذات مسافات العمل الطويلة، مثل أنظمة LiDAR، حيث قد تكون الأشياء على بعد مئات الأمتار من نظام الليزر، يصبح الاختلاف مشكلة ذات أهمية خاصة.

6. حجم البقعة (الوحدة: ميكرومتر)

يصف الحجم الموضعي لشعاع الليزر المركز قطر الشعاع عند النقطة المحورية لنظام عدسة التركيز. في العديد من التطبيقات، مثل معالجة المواد والجراحة الطبية، يكون الهدف هو تقليل حجم البقعة. يؤدي هذا إلى زيادة كثافة الطاقة إلى الحد الأقصى ويسمح بإنشاء ميزات دقيقة بشكل خاص. غالبًا ما تُستخدم العدسات شبه الكروية بدلاً من العدسات الكروية التقليدية لتقليل الانحرافات الكروية وإنتاج حجم بؤري أصغر.

7. مسافة العمل (الوحدة: ميكرومتر إلى متر)

يتم تعريف مسافة التشغيل لنظام الليزر عادةً على أنها المسافة المادية من العنصر البصري النهائي (عادةً عدسة التركيز) إلى الجسم أو السطح الذي يركز عليه الليزر. تسعى بعض التطبيقات، مثل الليزر الطبي، عادةً إلى تقليل مسافة التشغيل، بينما تهدف تطبيقات أخرى، مثل الاستشعار عن بعد، إلى زيادة نطاق مسافة التشغيل إلى أقصى حد.