Importantes parámetros de caracterización de rendimiento del sistema láser

1. Longitud de onda (unidad: nm a μm)

Ellongitud de onda 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 solo tiene una frecuencia bien definida.

La diferencia entre las diferentes longitudes de onda del láser:

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

La longitud de onda del láser verde es generalmente de aproximadamente 532 nm (se usa principalmente en el campo del rango láser, etc.);

La longitud de onda láser azul generalmente está entre 400 nm-500 nm (se usa principalmente para la cirugía láser);

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

El láser infrarrojo es el más especial, de acuerdo con el rango de longitud de onda y el campo de aplicación, la longitud de onda del láser infrarrojo generalmente se encuentra en el rango de 700 nm-1 mm. La banda infrarroja se puede dividir en tres subbandaciones: cerca de infrarrojo (NIR), infrarrojo medio (MIR) e infrarrojo lejano (FIR). El rango de longitud de onda de infrarrojo cercano es de aproximadamente 750 nm-1400 nm, que se usa ampliamente en comunicación de fibra óptica, imágenes biomédicas y equipos de visión nocturna infrarroja.

2. Potencia y energía (unidad: w o j)

Potencia láserse usa para describir la potencia de salida óptica de un láser de onda continua (CW) o la potencia promedio de un láser pulsado. Además, los láseres pulsados ​​se caracterizan por el hecho de que su energía de pulso es proporcional a la potencia promedio e inversamente proporcional a la tasa de repetición del pulso, y los láseres con mayor potencia y energía generalmente producen más calor residual.

La mayoría de los haces láser tienen un perfil de haz gaussiano, por lo que la irradiancia y el flujo son más altos en el eje óptico del láser y disminuyen a medida que aumenta la desviación del eje óptico. Otros láseres tienen perfiles de haz de techo plano que, a diferencia de los haces gaussianos, tienen un perfil de irradiancia constante en la sección transversal del haz láser y una rápida disminución de la intensidad. Por lo tanto, los láseres de techo plano no tienen irradiancia máxima. La potencia máxima de un haz gaussiano es el doble que el de un haz de techo plano con la misma potencia promedio.

3. Duración de pulso (Unidad: FS a MS)

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

 

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

La tasa de repetición de unláser pulsado(es decir, la velocidad de repetición del pulso) describe el número de pulsos emitidos por segundo, es decir, el recíproco del espacio de pulso de secuencia de tiempo. La tasa de repetición es inversamente proporcional a la energía del pulso y proporcional a la potencia promedio. Aunque la tasa de repetición generalmente depende del medio de ganancia láser, en muchos casos, la tasa de repetición se puede cambiar. Una tasa de repetición más alta da como resultado un tiempo de relajación térmica más corto para la superficie y el enfoque final del elemento óptico láser, que a su vez conduce a un calentamiento más rápido del material.

5. Divergencia (unidad típica: MRAD)

Aunque los haces láser generalmente se consideran coliminados, siempre contienen una cierta cantidad de divergencia, lo que describe la medida en que el haz diverge a una distancia creciente de 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 de mancha (unidad: μm)

El tamaño de la mancha del haz láser enfocado describe el diámetro del haz en el punto focal del sistema de lente de enfoque. En muchas aplicaciones, como el procesamiento de materiales y la cirugía médica, el objetivo es minimizar el tamaño de la mancha. Esto maximiza la densidad de potencia y permite la creación de características particularmente finas. Las lentes asféricas a menudo se usan en lugar de lentes esféricas tradicionales para reducir las aberraciones esféricas y producir un tamaño de punto focal más pequeño.

7. Distancia de trabajo (Unidad: μm a M)

La distancia de funcionamiento de un sistema láser generalmente se define como la distancia física desde el elemento óptico final (generalmente una lente de enfoque) al objeto o superficie en el que se enfoca el láser. Ciertas aplicaciones, como los láseres médicos, generalmente buscan minimizar la distancia operativa, mientras que otras, como la teledetección, generalmente apuntan a maximizar su rango de distancia operativa.