Paramètres de caractérisation des performances importantes du système laser

1. Longueur d'onde (unité: nm à μm)

Lelongueur d'onde laserreprésente la longueur d'onde de l'onde électromagnétique transportée par le laser. Par rapport à d'autres types de lumière, une caractéristique importante delaserest 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 se situe généralement entre 630 nm-680 nm, et la lumière émise est rouge, et c'est aussi 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 du laser, etc.);

La longueur d'onde laser bleue se situe généralement entre 400 nm-500 nm (principalement utilisée pour la chirurgie laser);

Laser UV entre 350 nm-400 nm (principalement utilisé dans la biomédecine);

Le laser infrarouge est le plus spécial, selon la plage de longueur d'onde et le champ d'application, la longueur d'onde du laser infrarouge est généralement située dans la plage de 700 nm-1 mm. La bande infrarouge peut être divisée en trois sous-bandes: près de l'infrarouge (NIR), infrarouge moyen (miR) et infrarouge lointain (FIR). La plage de longueurs d'onde presque infrarouge est d'environ 750 nm-1400 nm, qui est largement utilisée dans la communication optique des fibres, l'imagerie biomédicale et l'équipement de vision nocturne infrarouge.

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

Puissance laserest utilisé pour décrire la puissance de sortie optique 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 à la vitesse de répétition de l'impulsion, et les lasers avec une puissance et une énergie plus élevées produisent généralement plus de chaleur déchetante.

La plupart des faisceaux laser ont un profil de faisceau gaussien, donc 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 faisceaux à toit plat qui, contrairement aux faisceaux gaussiens, ont un profil d'irradiance constant à travers la section transversale du faisceau laser et une baisse rapide de l'intensité. Par conséquent, les lasers à toit plat n'ont pas d'irradiance maximale. La puissance de pointe d'un faisceau gaussien est le double de celle d'un faisceau plat avec la même puissance moyenne.

3. Durée d'impulsion (unité: FS à MS)

La durée d'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 d'impulsions) décrit le nombre d'impulsions émises par seconde, c'est-à-dire la réciproque de l'espacement des impulsions de séquence temporelle. Le taux de répétition est inversement proportionnel à l'énergie d'impulsion et proportionnel à la puissance moyenne. Bien que le taux de répétition dépend généralement du moyen de gain laser, dans de nombreux cas, le taux de répétition peut être modifié. Un taux de répétition plus élevé se traduit par un temps de relaxation thermique plus court pour la surface et le foyer final de l'élément optique laser, ce qui entraîne à son tour un chauffage plus rapide du matériau.

5. Divergence (unité typique: mrad)

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

6. Taille du spot (unité: μm)

La taille du spot 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 du spot. Cela maximise la densité de puissance et permet la création de fonctionnalités particulièrement à grain. Les lentilles asphériques sont souvent utilisées à la place des lentilles sphériques traditionnelles pour réduire les aberrations sphériques et produire une taille de spot focale plus petite.

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

La distance de fonctionnement d'un système laser est généralement définie comme la distance physique de l'élément optique final (généralement une lentille de focalisation) à l'objet ou à 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, telles que la télédétection, visent généralement à maximiser leur plage de distance de fonctionnement.