Parámetros importantes de caracterización del rendimiento desistema láser
1. Longitud de onda (unidad: nm a μm)
Ellongitud de onda del láserrepresenta la longitud de onda de la onda electromagnética que transporta el láser. En comparación con otros tipos de luz, una característica importante deláseres que es monocromática, lo que significa que su longitud de onda es muy pura y tiene una sola frecuencia bien definida.
Diferencias entre las distintas longitudes de onda del láser:
La longitud de onda del láser rojo generalmente se sitúa entre 630 nm y 680 nm, y la luz que emite es roja; además, es el láser más común (utilizado principalmente en el campo de la iluminación 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 se encuentra entre 400 nm y 500 nm (utilizado principalmente para cirugía láser);
Láser UV entre 350 nm y 400 nm (utilizado principalmente en biomedicina);
El láser infrarrojo es el más especial. Según su rango de longitud de onda y su campo de aplicación, la longitud de onda del láser infrarrojo se sitúa generalmente entre 700 nm y 1 mm. La banda infrarroja se divide en tres subbandas: infrarrojo cercano (NIR), infrarrojo medio (MIR) e infrarrojo lejano (FIR). El rango de longitud de onda del infrarrojo cercano abarca aproximadamente de 750 nm a 1400 nm y 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 (CW) o la potencia media de un láser pulsado. Además, los láseres pulsados se caracterizan porque su energía de pulso es proporcional a la potencia media e inversamente proporcional a la frecuencia de repetición del pulso; asimismo, los láseres con mayor potencia y energía suelen generar más calor residual.
La mayoría de los haces láser tienen un perfil gaussiano, por lo que la irradiancia y el flujo son máximos en el eje óptico del láser y disminuyen a medida que aumenta la desviación de dicho eje. Otros láseres tienen perfiles de haz de cima plana que, a diferencia de los haces gaussianos, presentan un perfil de irradiancia constante en toda la sección transversal del haz y una rápida disminución de la intensidad. Por lo tanto, los láseres de cima plana no tienen irradiancia máxima. La potencia máxima de un haz gaussiano es el doble que la de un haz de cima plana con la misma potencia media.
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. Frecuencia de repetición (unidad: Hz a MHz)
La tasa de repetición de unláser pulsadoLa frecuencia de repetición de pulsos (o tasa de repetición de pulsos) describe el número de pulsos emitidos por segundo, es decir, el inverso del intervalo entre pulsos en la secuencia temporal. La tasa de repetición es inversamente proporcional a la energía del pulso y proporcional a la potencia media. Si bien la tasa de repetición suele depender del medio de ganancia del láser, en muchos casos se puede modificar. Una mayor tasa de repetición reduce el tiempo de relajación térmica de la superficie y del foco final del elemento óptico del láser, lo que a su vez provoca un calentamiento más rápido del material.
5. Divergencia (unidad típica: mrad)
Aunque se suele pensar que los haces láser están colimados, siempre presentan cierta divergencia, que describe el grado en que el haz se desvía a medida que aumenta la distancia desde su punto de emisión 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 especialmente importante.
6. Tamaño del punto (unidad: μm)
El tamaño del punto focal del haz láser enfocado describe el diámetro del haz en el foco 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 focal. Esto maximiza la densidad de potencia y permite la creación de características de alta precisión. Las lentes asféricas se utilizan con frecuencia en lugar de las lentes esféricas tradicionales para reducir las aberraciones esféricas y obtener un punto focal más pequeño.
7. Distancia de trabajo (unidad: μm a m)
La distancia de funcionamiento de un sistema láser se define generalmente como la distancia física entre el elemento óptico final (normalmente una lente de enfoque) y el objeto o superficie sobre la que se enfoca el láser. Ciertas aplicaciones, como los láseres médicos, suelen buscar minimizar la distancia de funcionamiento, mientras que otras, como la teledetección, buscan maximizar su alcance.
Fecha de publicación: 11 de junio de 2024