Parameter asas sistem laser

Parameter asas bagisistem laser

Dalam pelbagai bidang aplikasi seperti pemprosesan bahan, pembedahan laser dan penderiaan jauh, walaupun terdapat banyak jenis sistem laser, mereka sering berkongsi beberapa parameter teras biasa. Mewujudkan sistem terminologi parameter bersatu boleh membantu mengelakkan kekeliruan dalam ekspresi dan membolehkan pengguna memilih dan mengkonfigurasi sistem dan komponen laser dengan lebih tepat, sekali gus memenuhi keperluan senario tertentu.

Parameter asas

Panjang gelombang (unit biasa: nm hingga μm)

Panjang gelombang mencerminkan ciri frekuensi gelombang cahaya yang dipancarkan oleh laser di angkasa. Senario aplikasi yang berbeza mempunyai keperluan yang berbeza untuk panjang gelombang: Dalam pemprosesan bahan, kadar penyerapan bahan untuk panjang gelombang tertentu berbeza-beza, yang akan menjejaskan kesan pemprosesan. Dalam aplikasi penderiaan jauh, terdapat perbezaan dalam penyerapan dan gangguan panjang gelombang yang berbeza oleh atmosfera. Dalam aplikasi perubatan, penyerapan laser oleh orang yang berbeza warna kulit juga berbeza-beza bergantung pada panjang gelombang. Oleh kerana tempat fokus yang lebih kecil, laser panjang gelombang lebih pendek danperanti optik lasermempunyai kelebihan dalam mencipta ciri-ciri kecil dan tepat, menghasilkan pemanasan persisian yang sangat sedikit. Walau bagaimanapun, berbanding dengan laser dengan panjang gelombang yang lebih panjang, ia biasanya lebih mahal dan lebih terdedah kepada kerosakan.

2. Kuasa dan tenaga (Unit biasa: W atau J)

Kuasa laser biasanya diukur dalam watt (W) dan digunakan untuk mengukur output laser berterusan atau kuasa purata laser berdenyut. Untuk laser berdenyut, tenaga satu nadi adalah berkadar terus dengan kuasa purata dan berkadar songsang dengan kekerapan ulangan, dengan unitnya ialah joule (J). Semakin tinggi kuasa atau tenaga, semakin tinggi kos laser biasanya, semakin besar keperluan pelesapan haba, dan kesukaran untuk mengekalkan kualiti pancaran yang baik juga meningkat dengan sewajarnya.

Tenaga nadi = kadar pengulangan kuasa purata Tenaga nadi = kadar pengulangan kuasa purata

3. Tempoh nadi (Unit biasa :fs hingga ms)

Tempoh nadi laser, juga dikenali sebagai lebar nadi, secara amnya ditakrifkan sebagai masa yang diambil untuklaserkuasa untuk meningkat kepada separuh daripada puncaknya (FWHM) (Rajah 1). Lebar nadi laser ultrafast adalah sangat pendek, biasanya terdiri daripada picosaat (10⁻¹² saat) hingga attosaat (10⁻¹⁸ saat).

4. Kadar pengulangan (Unit biasa :Hz hingga MHZ)

Kadar pengulangan alaser berdenyut(iaitu, kekerapan ulangan nadi) menerangkan bilangan denyutan yang dipancarkan sesaat, iaitu, timbal balik jarak nadi pemasaan (Rajah 1). Seperti yang dinyatakan sebelum ini, kadar pengulangan adalah berkadar songsang dengan tenaga nadi dan berkadar terus dengan kuasa purata. Walaupun kadar pengulangan biasanya bergantung pada medium keuntungan laser, dalam banyak kes, kadar pengulangan boleh berbeza-beza. Lebih tinggi kadar pengulangan, lebih pendek masa kelonggaran haba permukaan elemen optik laser dan titik fokus akhir, dengan itu membolehkan bahan menjadi panas dengan lebih cepat.

5. Panjang koheren (Unit biasa :mm hingga cm)

Laser mempunyai koheren, yang bermaksud bahawa terdapat hubungan tetap antara nilai fasa medan elektrik pada masa atau kedudukan yang berbeza. Ini kerana laser dijana oleh pelepasan yang dirangsang, yang berbeza daripada kebanyakan jenis sumber cahaya lain. Semasa keseluruhan proses perambatan, koheren secara beransur-ansur melemah, dan panjang koheren laser mentakrifkan jarak di mana koheren temporalnya mengekalkan jisim tertentu.

6. Polarisasi

Polarisasi mentakrifkan arah medan elektrik gelombang cahaya, yang sentiasa berserenjang dengan arah perambatan. Dalam kebanyakan kes, laser terpolarisasi secara linear, yang bermaksud bahawa medan elektrik yang dipancarkan sentiasa menghala ke arah yang sama. Cahaya tidak terkutub menjana medan elektrik yang menghala ke pelbagai arah. Darjah polarisasi biasanya dinyatakan sebagai nisbah kuasa optik dua keadaan polarisasi ortogon, seperti 100:1 atau 500:1.