Parámetros básicos de lasistema láser
En numerosos campos de aplicación, como el procesamiento de materiales, la cirugía láser y la teledetección, si bien existen muchos tipos de sistemas láser, suelen compartir algunos parámetros básicos comunes. Establecer un sistema de terminología de parámetros unificado puede ayudar a evitar confusiones y permitir a los usuarios seleccionar y configurar sistemas y componentes láser con mayor precisión, satisfaciendo así las necesidades de escenarios específicos.
Parámetros básicos
Longitud de onda (unidades comunes: nm a μm)
La longitud de onda refleja las características de frecuencia de las ondas de luz emitidas por un láser en el espacio. Los diferentes escenarios de aplicación tienen diferentes requisitos para las longitudes de onda: en el procesamiento de materiales, la tasa de absorción de los materiales para longitudes de onda específicas varía, lo que afectará el efecto del procesamiento. En las aplicaciones de detección remota, hay diferencias en la absorción e interferencia de diferentes longitudes de onda por la atmósfera. En las aplicaciones médicas, la absorción de láseres por personas de diferentes colores de piel también varía dependiendo de la longitud de onda. Debido al punto focal más pequeño, los láseres de longitud de onda más corta ydispositivos ópticos láserOfrecen la ventaja de crear detalles pequeños y precisos, generando muy poco calentamiento periférico. Sin embargo, en comparación con los láseres de longitudes de onda más largas, suelen ser más caros y más propensos a sufrir daños.
2. Potencia y energía (Unidades comunes: W o J)
La potencia láser se suele medir en vatios (W) y se utiliza para medir la potencia de salida de los láseres continuos o la potencia media de los láseres pulsados. En los láseres pulsados, la energía de un solo pulso es directamente proporcional a la potencia media e inversamente proporcional a la frecuencia de repetición, y su unidad es el julio (J). Cuanto mayor sea la potencia o la energía, mayor será el coste del láser, mayor la necesidad de disipación de calor y, en consecuencia, mayor la dificultad para mantener una buena calidad del haz.
Energía del pulso = frecuencia de repetición de potencia promedio Energía del pulso = frecuencia de repetición de potencia promedio
3. Duración del pulso (Unidades comunes: fs a ms)
La duración de un pulso láser, también conocida como ancho de pulso, se define generalmente como el tiempo que tarda en completarse el pulso.láserpotencia para alcanzar la mitad de su pico (FWHM) (Figura 1). El ancho de pulso de los láseres ultrarrápidos es extremadamente corto, generalmente oscila entre picosegundos (10⁻¹² segundos) y attosegundos (10⁻¹⁸ segundos).
4. Frecuencia de repetición (Unidades comunes: Hz a MHz)
La frecuencia de repetición de unláser pulsadoLa frecuencia de repetición de pulsos (FRP) describe el número de pulsos emitidos por segundo, es decir, el recíproco del intervalo entre pulsos (Figura 1). Como se mencionó anteriormente, la FRP es inversamente proporcional a la energía del pulso y directamente proporcional a la potencia promedio. Si bien la FRP suele depender del medio de ganancia del láser, en muchos casos puede variar. Cuanto mayor sea la FRP, menor será el tiempo de relajación térmica de la superficie del elemento óptico del láser y del punto focal final, lo que permite que el material se caliente más rápidamente.
5. Longitud de coherencia (Unidades comunes: mm a cm)
Los láseres poseen coherencia, lo que significa que existe una relación fija entre los valores de fase del campo eléctrico en diferentes momentos o posiciones. Esto se debe a que los láseres se generan por emisión estimulada, a diferencia de la mayoría de las demás fuentes de luz. Durante todo el proceso de propagación, la coherencia se debilita gradualmente, y la longitud de coherencia del láser define la distancia a la que su coherencia temporal mantiene una cierta magnitud.
6. Polarización
La polarización define la dirección del campo eléctrico de las ondas luminosas, que siempre es perpendicular a la dirección de propagación. En la mayoría de los casos, los láseres están polarizados linealmente, lo que significa que el campo eléctrico emitido siempre apunta en la misma dirección. La luz no polarizada genera campos eléctricos que apuntan en múltiples direcciones. El grado de polarización se suele expresar como la relación entre la potencia óptica de dos estados de polarización ortogonales, por ejemplo, 100:1 o 500:1.
Fecha de publicación: 2 de septiembre de 2025