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, ia sering berkongsi beberapa parameter teras yang sama. Mewujudkan sistem terminologi parameter terpadu 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 lepas. 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 mempengaruhi 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 mempunyai warna kulit yang berbeza juga berbeza-beza bergantung pada panjang gelombang. Disebabkan oleh titik fokus yang lebih kecil, laser dengan panjang gelombang yang lebih pendek danperanti optik lasermempunyai kelebihan dalam mencipta ciri-ciri yang kecil dan tepat, menghasilkan pemanasan periferi yang sangat sedikit. Walau bagaimanapun, berbanding dengan laser dengan panjang gelombang yang lebih panjang, ia biasanya lebih mahal dan lebih mudah rosak.

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. Bagi laser berdenyut, tenaga denyut tunggal adalah berkadar terus dengan kuasa purata dan berkadar songsang dengan frekuensi pengulangan, 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 sewajarnya.

Tenaga denyut = kadar pengulangan kuasa purata Tenaga denyut = kadar pengulangan kuasa purata

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

Tempoh denyutan laser, juga dikenali sebagai lebar denyutan, secara amnya ditakrifkan sebagai masa yang diambil untuklaserkuasa untuk meningkat sehingga separuh daripada puncaknya (FWHM) (Rajah 1). Lebar denyut laser ultrapantas adalah sangat pendek, biasanya antara pikosaat (10⁻¹² saat) hingga atosaat (10⁻¹⁸ saat).

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

Kadar pengulangan bagilaser berdenyut(iaitu, frekuensi pengulangan denyut) menerangkan bilangan denyut yang dipancarkan sesaat, iaitu, timbal balik jarak denyut pemasaan (Rajah 1). Seperti yang dinyatakan sebelum ini, kadar pengulangan adalah berkadar songsang dengan tenaga denyut dan berkadar terus dengan kuasa purata. Walaupun kadar pengulangan biasanya bergantung pada medium penguatan laser, dalam banyak kes, kadar pengulangan boleh berbeza-beza. Semakin tinggi kadar pengulangan, semakin pendek masa pengenduran haba permukaan elemen optik laser dan titik fokus akhir, sekali gus membolehkan bahan menjadi lebih cepat panas.

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

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

6. Polarisasi

Pengkutuban menentukan arah medan elektrik gelombang cahaya, yang sentiasa berserenjang dengan arah perambatan. Dalam kebanyakan kes, laser terkutub secara linear, yang bermaksud medan elektrik yang dipancarkan sentiasa menghala ke arah yang sama. Cahaya tidak terkutub menghasilkan medan elektrik yang menghala ke pelbagai arah. Darjah pengkutuban biasanya dinyatakan sebagai nisbah kuasa optik bagi dua keadaan pengkutuban ortogon, seperti 100:1 atau 500:1.