Paramètres importants de caractérisation des performances du système laser

1. Longueur d'onde (unité : nm à μm)

Lelongueur d'onde du laserreprésente la longueur d'onde de l'onde électromagnétique portée par le laser. Par rapport à d'autres types de lumière, une caractéristique importante delaserc'est qu'il est monochromatique, ce qui signifie que sa longueur d'onde est très pure et qu'il n'a qu'une seule fréquence bien définie.

La différence entre les différentes longueurs d'onde du laser :

La longueur d'onde du laser rouge est généralement comprise entre 630 nm et 680 nm, et la lumière émise est rouge, et c'est également le laser le plus courant (principalement utilisé dans le domaine de la lumière d'alimentation médicale, etc.) ;

La longueur d'onde du laser vert est généralement d'environ 532 nm (principalement utilisée dans le domaine de la télémétrie laser, etc.) ;

La longueur d'onde du laser bleu est généralement comprise entre 400 nm et 500 nm (principalement utilisée pour la chirurgie au laser) ;

Laser UV entre 350 nm et 400 nm (principalement utilisé en biomédecine) ;

Le laser infrarouge est le plus spécial, selon la plage de longueurs d'onde et le domaine d'application, la longueur d'onde du laser infrarouge est généralement située dans la plage de 700 nm à 1 mm. La bande infrarouge peut être divisée en trois sous-bandes : le proche infrarouge (NIR), l'infrarouge moyen (MIR) et l'infrarouge lointain (FIR). La plage de longueurs d'onde du proche infrarouge est d'environ 750 nm à 1 400 nm, ce qui est largement utilisé dans les équipements de communication par fibre optique, d'imagerie biomédicale et de vision nocturne infrarouge.

2. Puissance et énergie (unité : W ou J)

Puissance laserest utilisé pour décrire la puissance optique de sortie d'un laser à onde continue (CW) ou la puissance moyenne d'un laser pulsé. De plus, les lasers pulsés se caractérisent par le fait que leur énergie d'impulsion est proportionnelle à la puissance moyenne et inversement proportionnelle au taux de répétition de l'impulsion, et les lasers avec une puissance et une énergie plus élevées produisent généralement plus de chaleur perdue.

La plupart des faisceaux laser ont un profil de faisceau gaussien, de sorte que l'irradiance et le flux sont tous deux les plus élevés sur l'axe optique du laser et diminuent à mesure que l'écart par rapport à l'axe optique augmente. D'autres lasers ont des profils de faisceau à sommet plat qui, contrairement aux faisceaux gaussiens, ont un profil d'irradiance constant sur toute la section transversale du faisceau laser et une diminution rapide de l'intensité. Par conséquent, les lasers à sommet plat n’ont pas d’irradiation maximale. La puissance maximale d'un faisceau gaussien est le double de celle d'un faisceau à sommet plat avec la même puissance moyenne.

3. Durée d'impulsion (unité : fs à ms)

La durée de l'impulsion laser (c'est-à-dire la largeur d'impulsion) est le temps nécessaire au laser pour atteindre la moitié de la puissance optique maximale (FWHM).

 

4. Taux de répétition (unité : Hz à MHz)

Le taux de répétition d'unlaser pulsé(c'est-à-dire le taux de répétition des impulsions) décrit le nombre d'impulsions émises par seconde, c'est-à-dire l'inverse de l'espacement des impulsions de la séquence temporelle. Le taux de répétition est inversement proportionnel à l'énergie de l'impulsion et proportionnel à la puissance moyenne. Bien que le taux de répétition dépende généralement du milieu de gain du laser, dans de nombreux cas, le taux de répétition peut être modifié. Un taux de répétition plus élevé entraîne un temps de relaxation thermique plus court pour la surface et la focalisation finale de l'élément optique laser, ce qui conduit à son tour à un chauffage plus rapide du matériau.

5. Divergence (unité typique : mrad)

Bien que les faisceaux laser soient généralement considérés comme collimateurs, ils contiennent toujours un certain degré de divergence, qui décrit la mesure dans laquelle le faisceau diverge sur une distance croissante à partir de la taille du faisceau laser en raison de la diffraction. Dans les applications nécessitant de longues distances de travail, telles que les systèmes LiDAR, où les objets peuvent se trouver à des centaines de mètres du système laser, la divergence devient un problème particulièrement important.

6. Taille du spot (unité : μm)

La taille du point du faisceau laser focalisé décrit le diamètre du faisceau au point focal du système de lentilles de focalisation. Dans de nombreuses applications, telles que le traitement des matériaux et la chirurgie médicale, l'objectif est de minimiser la taille des points. Cela maximise la densité de puissance et permet la création de fonctionnalités particulièrement fines. Les lentilles asphériques sont souvent utilisées à la place des lentilles sphériques traditionnelles pour réduire les aberrations sphériques et produire une taille de point focal plus petite.

7. Distance de travail (unité : μm en m)

La distance de fonctionnement d'un système laser est généralement définie comme la distance physique entre l'élément optique final (généralement une lentille de focalisation) et l'objet ou la surface sur laquelle le laser se concentre. Certaines applications, telles que les lasers médicaux, cherchent généralement à minimiser la distance de fonctionnement, tandis que d'autres, comme la télédétection, visent généralement à maximiser leur plage de distance de fonctionnement.