Yra daug įvairių bendrosios paskirties lazerinių sistemų, skirtų įvairioms reikmėms, pavyzdžiui, medžiagų apdorojimui, lazerinei chirurgijai ir nuotoliniam stebėjimui, tačiau daugelis lazerinių sistemų turi bendrų pagrindinių parametrų. Nustačius bendrus šių parametrų terminus išvengiama nesusikalbėjimo, o jų supratimas leidžia teisingai nurodyti lazerinę sistemą ir komponentus, kad atitiktų taikymo reikalavimus.
Pagrindiniai parametrai
Šie pagrindiniai parametrai yra pagrindinės lazerinių sistemų sąvokos ir taip pat labai svarbūs norint suprasti sudėtingesnius dalykus.
1. Bangos ilgis(Tipiniai vienetai: nm/um)
Lazerio bangos ilgis apibūdina skleidžiamos šviesos bangos erdvinį dažnį. Skirtingos medžiagos turės unikalias nuo bangos ilgio priklausančias absorbcijos savybes apdorojant medžiagas, todėl sąveika su medžiaga skiriasi. Panašiai atmosferos sugertis ir trukdžiai turės skirtingą poveikį tam tikriems bangų ilgiams nuotolinio stebėjimo metu, o medicinos lazeriuose įvairūs kompleksai turės skirtingą sugertį tam tikruose bangos ilgiuose. Trumpesnio bangos ilgio lazeriai ir lazerinė optika palengvina mažų, tikslių savybių kūrimą su minimaliu periferiniu šildymu, nes židinio taškas yra mažesnis. Tačiau jie paprastai yra brangesni ir labiau linkę sugadinti nei ilgesnės bangos lazeriai.
2. Galia ir energija(Tipiniai vienetai: W/J)
Lazerio galia matuojama vatais (W) ir naudojama apibūdinti nuolatinės bangos (CW) lazerio optinę galią arba vidutinę impulsinio lazerio galią. Impulsiniai lazeriai taip pat pasižymi impulsų energija, kuri yra proporcinga vidutinei galiai ir atvirkščiai proporcinga lazerio pasikartojimo dažniui. Energija matuojama džauliais (J).
Didesnės galios ir energijos lazeriai paprastai yra brangesni ir gamina daugiau atliekinės šilumos. Didėjant galiai ir energijai, tampa vis sunkiau išlaikyti aukštos šviesos kokybę.
3. Pulso trukmė(Tipiniai vienetai: fs/ms)
Lazerio impulso trukmė arba impulso plotis paprastai apibrėžiamas kaip lazerio šviesos galios ir laiko pusės piko viso pločio (FWHM). Itin greiti lazeriai turi daug privalumų įvairiose srityse, įskaitant precizinį medžiagų apdorojimą ir medicininius lazerius, ir jiems būdinga trumpa impulsų trukmė nuo pikosekundžių (10-12 sekundės) iki atosekundžių (10-18 sekundės).
4. Pakartojimo dažnis(Tipiniai vienetai: Hz/MHz)
Impulsinio lazerio pasikartojimo dažnis arba impulsų pasikartojimo dažnis apibūdina impulsų, skleidžiamų per sekundę, skaičių arba atvirkštinio laiko impulsų intervalą. Kaip minėta anksčiau, pasikartojimo dažnis yra atvirkščiai proporcingas impulso energijai ir proporcingas vidutinei galiai. Nors pasikartojimo dažnis paprastai priklauso nuo lazerio stiprinimo terpės, daugeliu atvejų jis gali skirtis. Didesnis pasikartojimo dažnis lemia trumpesnį lazerinės optikos paviršiaus ir galutinio fokusavimo terminio atsipalaidavimo laiką, todėl medžiaga greičiau įkaista.
5. Darnos ilgis(Tipiniai vienetai: mm/m)
Lazeriai yra koherentiniai, o tai reiškia, kad yra fiksuotas ryšys tarp elektrinio lauko fazių verčių skirtingu metu arba skirtingose vietose. Taip yra todėl, kad, skirtingai nuo daugelio kitų šviesos šaltinių tipų, lazerio šviesa sukuriama stimuliuojama spinduliuote. , o lazerio koherencijos ilgis apibrėžia atstumą, per kurį lazerio laikinoji koherencija išlieka tam tikros kokybės.
6. Poliarizacija
Poliarizacija apibrėžia šviesos bangos elektrinio lauko kryptį, kuri visada yra statmena sklidimo krypčiai. Daugeliu atvejų lazeris bus tiesiškai poliarizuotas, o tai reiškia, kad skleidžiamas elektrinis laukas visada nukreiptas ta pačia kryptimi. Nepoliarizuota šviesa turės elektrinius laukus, nukreiptus įvairiomis kryptimis. Poliarizacija paprastai išreiškiama kaip šviesos židinio stiprumo santykis dviejose stačiakampėse poliarizacijos būsenose, pavyzdžiui, 100:1 arba 500:1.
Sijos parametrai
Šie parametrai apibūdina lazerio spindulio formą ir kokybę.
7. Sijos skersmuo(Tipiniai vienetai: mm/cm)
Lazerio pluošto skersmuo apibūdina skersinį pluošto išplėtimą arba jo fizinį dydį, statmeną sklidimo krypčiai. Paprastai jis apibrėžiamas kaip 1/e2 plotis, kuris apibrėžiamas spindulio intensyvumu, pasiekiančiu 1/e2 (≈ 13,5%). Esant 1/e2, lauko intensyvumas sumažėja iki 1/e (≈ 37%). Kuo didesnis spindulio skersmuo, tuo didesnė turi būti optika ir visa sistema, kad spindulys nebūtų sutrumpintas ir taip padidėtų sąnaudos. Tačiau sumažinus spindulio skersmenį, padidėja galios / energijos tankis, o tai taip pat gali būti žalinga.
8. Galia arba energijos tankis(Tipiniai vienetai: W/cm2, MW/cm2 arba µJ/cm2, J/cm2)
Spindulio skersmuo yra susijęs su lazerio spindulio galia / energijos tankiu arba optine galia / energija ploto vienetui. Kuo didesnis pluošto skersmuo, tuo mažesnis pastovios galios ar energijos pluošto galios / energijos tankis. Galutinėje sistemos išvestyje (pvz., pjovimo ar suvirinimo lazeriu atveju) didelis galios / energijos tankis paprastai yra idealus, tačiau sistemos viduje maža galios / energijos koncentracija paprastai yra naudinga siekiant išvengti lazerio sukeltos žalos. Tai taip pat neleidžia didelės galios / energijos tankio spindulio zonai jonizuoti oro. Dėl šių priežasčių, be kita ko, lazerio spindulio ilgintuvai dažnai naudojami skersmeniui padidinti, taip sumažinant galios / energijos tankį lazerio sistemoje. Tačiau reikia pasirūpinti, kad pluoštas per daug neišplėstų, kad spindulys būtų užblokuotas sistemos porų, o tai gali sukelti energijos švaistymą ir galimą žalą.
9. Sijos profilis
Lazerio pluošto profilis apibūdina intensyvumo pasiskirstymą per pluošto skerspjūvį. Įprasti sijos profiliai apima Gauso pluoštą ir plokščią siją, kurių sijos profiliai atitinka atitinkamai Gauso funkciją ir plokščio viršaus funkciją. Tačiau joks lazeris negali sukurti tobulai Gauso arba visiškai plokščio viršutinio pluošto, kurio pluošto profilis tiksliai atitinka jam būdingą funkciją, nes lazerio viduje visada yra tam tikras karštųjų taškų arba svyravimų skaičius. Skirtumas tarp tikrojo lazerio pluošto profilio ir idealaus pluošto profilio paprastai apibūdinamas metrika, apimančia lazerio M2 koeficientą.
10. Divergencija(įprastas vienetas: mrad)
Nors paprastai manoma, kad lazerio spinduliai yra kolimuojantys, juose visada yra tam tikras divergencijos lygis, nurodantis, kokiu mastu spindulys nukrypsta nuo lazerio spindulio juosmens dėl difrakcijos. Programose su dideliais darbo atstumais, pvz., liDAR sistemose, kur objektai gali būti nutolę šimtus metrų nuo lazerinės sistemos, skirtumai tampa ypač svarbia problema. Spindulio divergencija paprastai apibrėžiama lazerio pusės kampu, o Gauso pluošto divergencija (θ) apibrėžiama taip:
θ═λ/πw0
λ yra lazerio bangos ilgis, o w{0}} yra lazerio juosta.
Šie galutiniai parametrai apibūdina lazerinės sistemos veikimą išėjimo metu.
11. Dėmės dydis(Tipinis vienetas: µm)
Fokusuoto lazerio spindulio taško dydis apibūdina spindulio skersmenį fokusuojančių lęšių sistemos židinio taške. Daugelyje programų, pvz., medžiagų apdorojimo ir medicininės chirurgijos, tikslas yra sumažinti dėmės dydį. Tai padidina galios tankį ir leidžia sukurti ypač smulkias savybes. Asferiniai lęšiai dažnai naudojami vietoj tradicinių sferinių lęšių, siekiant sumažinti sferines aberacijas ir sukurti mažesnį židinio taško dydį. Kai kurių tipų lazerinės sistemos nesufokusuoja lazerio į tašką, tokiu atveju šis parametras netaikomas.
12. Darbinis atstumas(įprastas vienetas: µm / m)
Lazerinės sistemos veikimo atstumas paprastai apibrėžiamas kaip fizinis atstumas nuo galutinio optinio elemento (dažniausiai fokusuojančio lęšio) iki objekto arba paviršiaus, į kurį sufokusuojamas lazeris. Kai kurios programos, pvz., medicininiai lazeriai, dažnai siekia sumažinti darbo atstumą, o kitos programos, tokios kaip nuotolinis stebėjimas, dažnai siekia maksimaliai padidinti darbo atstumo diapazoną.
„Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd.“ yra aukštųjų technologijų įmonė, kuri specializuojasi MTTP, automatinių lazerinių dengimo mašinų, greitaeigių lazerinių dengimo mašinų, lazerinio gesinimo aparatų, lazerinio suvirinimo aparatų ir lazerinio 3D spausdinimo įrangos tyrime ir plėtroje. Mūsų produktai yra ekonomiški ir parduodami šalyje ir užsienyje. Jei jus domina mūsų produktai, susisiekite su mumis adresu bob@gshenglaser.com.