Parámetros importantes de caracterización del rendimiento del sistema láser

1. Longitud de onda (unidad: nm a μm)

Ellongitud de onda del láserrepresenta la longitud de onda de la onda electromagnética transportada por el láser. En comparación con otros tipos de luz, una característica importante deláseres que es monocromático, lo que significa que su longitud de onda es muy pura y tiene una sola frecuencia bien definida.

La diferencia entre las diferentes longitudes de onda del láser:

La longitud de onda del láser rojo generalmente está entre 630 nm y 680 nm, y la luz emitida es roja, y también es el láser más común (utilizado principalmente en el campo de la luz de alimentación médica, etc.);

La longitud de onda del láser verde es generalmente de unos 532 nm (se utiliza principalmente en el campo de la medición de distancias por láser, etc.);

La longitud de onda del láser azul generalmente está entre 400 nm y 500 nm (se utiliza principalmente para cirugía láser);

Láser UV entre 350 nm-400 nm (utilizado principalmente en biomedicina);

El láser infrarrojo es el más especial. Según su rango de longitud de onda y campo de aplicación, su longitud de onda se encuentra generalmente en el rango de 700 nm a 1 mm. La banda infrarroja se puede dividir en tres subbandas: infrarrojo cercano (NIR), infrarrojo medio (MIR) e infrarrojo lejano (FIR). El rango de longitud de onda del infrarrojo cercano, de aproximadamente 750 nm a 1400 nm, se utiliza ampliamente en comunicaciones por fibra óptica, imágenes biomédicas y equipos de visión nocturna infrarroja.

2. Potencia y energía (unidad: W o J)

Potencia del láserSe utiliza para describir la potencia óptica de salida de un láser de onda continua (OC) o la potencia promedio de un láser pulsado. Además, los láseres pulsados ​​se caracterizan por que su energía de pulso es proporcional a la potencia promedio e inversamente proporcional a la frecuencia de repetición del pulso, y los láseres con mayor potencia y energía suelen producir más calor residual.

La mayoría de los rayos láser tienen un perfil gaussiano, por lo que tanto la irradiancia como el flujo alcanzan su máximo en el eje óptico del láser y disminuyen a medida que aumenta la desviación respecto a dicho eje. Otros láseres tienen perfiles de haz de punta plana que, a diferencia de los rayos gaussianos, presentan un perfil de irradiancia constante a lo largo de la sección transversal del rayo láser y una rápida disminución de la intensidad. Por lo tanto, los láseres de punta plana no presentan irradiancia pico. La potencia pico de un rayo gaussiano es el doble que la de un rayo de punta plana con la misma potencia promedio.

3. Duración del pulso (unidad: fs a ms)

La duración del pulso láser (es decir, el ancho del pulso) es el tiempo que tarda el láser en alcanzar la mitad de la potencia óptica máxima (FWHM).

 

4. Tasa de repetición (unidad: Hz a MHz)

La tasa de repetición de unaláser pulsado(es decir, la tasa de repetición de pulsos) describe el número de pulsos emitidos por segundo, es decir, el inverso del espaciado de pulsos en la secuencia temporal. La tasa de repetición es inversamente proporcional a la energía del pulso y a la potencia promedio. Aunque la tasa de repetición suele depender del medio de ganancia del láser, en muchos casos, puede modificarse. Una tasa de repetición más alta resulta en un tiempo de relajación térmica más corto para la superficie y el foco final del elemento óptico láser, lo que a su vez acelera el calentamiento del material.

5. Divergencia (unidad típica: mrad)

Aunque generalmente se considera que los rayos láser coliman, siempre presentan cierta divergencia, que describe el grado en que el rayo diverge a medida que aumenta la distancia desde la cintura del haz láser debido a la difracción. En aplicaciones con largas distancias de trabajo, como los sistemas lidar, donde los objetos pueden estar a cientos de metros del sistema láser, la divergencia se convierte en un problema particularmente importante.

6. Tamaño del punto (unidad: μm)

El tamaño del punto del haz láser enfocado describe el diámetro del haz en el punto focal del sistema de lentes de enfoque. En muchas aplicaciones, como el procesamiento de materiales y la cirugía médica, el objetivo es minimizar el tamaño del punto. Esto maximiza la densidad de potencia y permite la creación de características de grano fino. Se suelen utilizar lentes asféricas en lugar de las lentes esféricas tradicionales para reducir las aberraciones esféricas y producir un punto focal más pequeño.

7. Distancia de trabajo (unidad: μm a m)

La distancia de operación de un sistema láser se define generalmente como la distancia física entre el elemento óptico final (generalmente una lente de enfoque) y el objeto o superficie que enfoca el láser. Algunas aplicaciones, como los láseres médicos, suelen buscar minimizar la distancia de operación, mientras que otras, como la teledetección, buscan maximizar su alcance.