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 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 distintas longitudes de onda del láser:
La longitud de onda del láser rojo generalmente se encuentra entre 630 nm y 680 nm, y la luz emitida es roja; además, es el láser más común (se utiliza principalmente en el campo de la iluminación médica para la alimentación, etc.).
La longitud de onda del láser verde suele ser 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 (se utiliza 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 campo de aplicación, generalmente se encuentra 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 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, y 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 y disminuyen a medida que aumenta la desviación de dicho eje. Otros láseres tienen perfiles de haz planos que, a diferencia de los haces gaussianos, presentan un perfil de irradiancia constante a lo largo de su sección transversal y una rápida disminución de la intensidad. Por lo tanto, los láseres de perfil plano no tienen irradiancia máxima. La potencia máxima de un haz gaussiano es el doble que la de un haz de perfil plano 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 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 en la secuencia temporal. La FRP es inversamente proporcional a la energía del pulso y proporcional a la potencia media. Si bien la FRP suele depender del medio de ganancia del láser, en muchos casos puede modificarse. Una FRP más alta reduce el tiempo de relajación térmica de la superficie y el foco final del elemento óptico del láser, lo que a su vez acelera el calentamiento del material.
5. Divergencia (unidad típica: mrad)
Aunque generalmente se considera que los haces láser son colimadores, siempre presentan cierta divergencia, que describe el grado en que el haz se desvía a medida que aumenta la distancia desde su punto de máxima concentración 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 estructuras de grano especialmente fino. Las lentes asféricas se utilizan a menudo 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 desde el elemento óptico final (normalmente una lente de enfoque) hasta el objeto o superficie sobre la que se enfoca el láser. Ciertas aplicaciones, como los láseres médicos, suelen buscar minimizar la distancia de operación, mientras que otras, como la teledetección, buscan maximizar su alcance.
Fecha de publicación: 11 de junio de 2024