معلمات توصيف الأداء المهمة لنظام الليزر

1. الطول الموجي (الوحدة: نانومتر إلى ميكرون)

الطول الموجة الليزريمثل الطول الموجي للموجة الكهرومغناطيسية التي يحملها الليزر. بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من الضوء ، فإن ميزة مهمةالليزرهو أنه أحادي اللون ، مما يعني أن طول الموجة نقي للغاية ولديه تردد واحد فقط محدد جيدًا.

الفرق بين الأطوال الموجية المختلفة للليزر:

يتراوح الطول الموجي للليزر الأحمر بشكل عام بين 630 نانومتر -680 نانومتر ، والضوء المنبعث باللون الأحمر ، وهو أيضًا الليزر الأكثر شيوعًا (يستخدم بشكل رئيسي في مجال ضوء التغذية الطبية ، إلخ) ؛

يبلغ الطول الموجي للليزر الأخضر حوالي 532 نانومتر ، (يستخدم بشكل رئيسي في مجال النطاق بالليزر ، إلخ) ؛

يتراوح طول موجة الليزر الأزرق بشكل عام بين 400 نانومتر-500 نانومتر (يستخدم بشكل أساسي لجراحة الليزر) ؛

ليزر الأشعة فوق البنفسجية بين 350nm-400nm (يستخدم بشكل رئيسي في الطب الحيوي) ؛

يعد الليزر بالأشعة تحت الحمراء هو الأكثر تميزًا ، وفقًا لحقل الطول الموجي وحقل التطبيق ، ويقع الطول الموجي بالليزر بالأشعة تحت الحمراء عمومًا في حدود 700 نانومتر 1 ملم. يمكن تقسيم النطاق بالأشعة تحت الحمراء إلى ثلاث مجموعات فرعية: بالقرب من الأشعة تحت الحمراء (NIR) والأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIR) والأشعة تحت الحمراء البعيدة (FIR). يبلغ نطاق الطول الموجي القريب من الأشعة تحت الحمراء حوالي 750 نانومتر و 1400 نانومتر ، والذي يستخدم على نطاق واسع في التواصل الألياف الضوئية والتصوير الطبي الحيوي ومعدات الرؤية الليلية بالأشعة تحت الحمراء.

2. الطاقة والطاقة (الوحدة: ث أو ي)

قوة الليزريستخدم لوصف إخراج الطاقة البصرية لليزر موجة مستمرة (CW) أو متوسط ​​قوة الليزر النبضي. بالإضافة إلى ذلك ، تتميز الليزر النبضي بحقيقة أن طاقة النبض الخاصة بهم تتناسب مع متوسط ​​القوة وتتماشى عكسيا مع معدل تكرار النبض ، وعادة ما تنتج الليزر ذي الطاقة العالية والطاقة عادة المزيد من حرارة النفايات.

تحتوي معظم حزم الليزر على ملف تعريف شعاع غاوسي ، وبالتالي فإن الإشعاع والتدفق كلاهما أعلى على المحور البصري للليزر وانخفاض مع زيادة الانحراف عن المحور البصري. تحتوي أشعة الليزر الأخرى على ملفات تعريف شعاع مسطحة والتي ، على عكس الحزم الغوسية ، لها ملف تعريف إشعاع مستمر عبر المقطع العرضي من شعاع الليزر وتراجع سريع في الشدة. لذلك ، لا تتمتع أشعة الليزر المسطحة بأعلى. قوة الذروة لحزمة غاوسية هي ضعف قوة شعاع مسطح مع نفس الطاقة المتوسطة.

3. مدة النبض (الوحدة: FS إلى MS)

مدة نبض الليزر (أي عرض النبض) هي الوقت الذي يستغرقه الليزر للوصول إلى نصف الطاقة البصرية القصوى (FWHM).

 

4. معدل التكرار (الوحدة: هرتز إلى MHz)

معدل تكرار أالليزر النبضي(أي معدل تكرار النبض) يصف عدد النبضات المنبعثة في الثانية ، أي المتبادل لتباعد نبض تسلسل الوقت. معدل التكرار يتناسب عكسيا مع طاقة النبض وتتناسب مع متوسط ​​الطاقة. على الرغم من أن معدل التكرار يعتمد عادة على متوسط ​​كسب الليزر ، في كثير من الحالات ، يمكن تغيير معدل التكرار. ينتج عن معدل التكرار الأعلى وقت استرخاء حراري أقصر للتركيز السطحي والتركيز النهائي للعنصر البصري بالليزر ، مما يؤدي بدوره إلى تسخين أسرع للمادة.

5. الاختلاف (الوحدة النموذجية: MRAD)

على الرغم من أن أشعة الليزر يُعتقد عمومًا على أنها موازية ، إلا أنها تحتوي دائمًا على قدر معين من الاختلاف ، والذي يصف مدى تختلف الشعاع على مسافة متزايدة من خصر شعاع الليزر بسبب الحيود. في التطبيقات ذات المسافات الطويلة للعمل ، مثل أنظمة LIDAR ، حيث قد تكون الكائنات على بعد مئات الأمتار من نظام الليزر ، يصبح الاختلاف مشكلة مهمة بشكل خاص.

6. حجم البقعة (الوحدة: μM)

يصف الحجم الفوري لحزمة الليزر المركزة قطر الحزمة عند النقطة المحورية لنظام العدسة التركيز. في العديد من التطبيقات ، مثل معالجة المواد والجراحة الطبية ، فإن الهدف هو تقليل حجم البقعة. هذا يزيد من كثافة الطاقة ويسمح بإنشاء ميزات ذات الحبيبات الدقيقة بشكل خاص. غالبًا ما يتم استخدام العدسات غير الريفية بدلاً من العدسات الكروية التقليدية لتقليل الانحرافات الكروية وإنتاج حجم بقعة محورية أصغر.

7. مسافة العمل (الوحدة: μM إلى M)

عادة ما يتم تعريف مسافة التشغيل لنظام الليزر على أنها المسافة المادية من العنصر البصري النهائي (عادةً عدسة تركيز) للكائن أو السطح الذي يركز عليه الليزر. عادة ما تسعى بعض التطبيقات ، مثل الليزر الطبي ، إلى تقليل مسافة التشغيل ، في حين أن أخرى ، مثل الاستشعار عن بُعد ، تهدف عادة إلى زيادة نطاق مسافة التشغيل إلى الحد الأقصى.