Lazer tizimining asosiy parametrlari

Asosiy parametrlarlazer tizimi

Materiallarni qayta ishlash, lazer jarrohligi va masofadan zondlash kabi ko'plab qo'llanilish sohalarida, lazer tizimlarining ko'p turlari mavjud bo'lsa-da, ular ko'pincha ba'zi umumiy asosiy parametrlarga ega. Birlashtirilgan parametr terminologiyasi tizimini yaratish ifodalashdagi chalkashliklarning oldini olishga yordam beradi va foydalanuvchilarga lazer tizimlari va komponentlarini aniqroq tanlash va sozlash imkonini beradi, shu bilan ma'lum stsenariylarning ehtiyojlarini qondiradi.

Asosiy parametrlar

To'lqin uzunligi (umumiy birliklar: nm dan μm gacha)

To'lqin uzunligi lazer tomonidan fazoda chiqarilgan yorug'lik to'lqinlarining chastota xususiyatlarini aks ettiradi. Turli xil qo'llanilish stsenariylarida to'lqin uzunliklariga turli talablar mavjud: Materiallarni qayta ishlashda ma'lum to'lqin uzunliklari uchun materiallarning yutilish tezligi har xil bo'ladi, bu esa qayta ishlash effektiga ta'sir qiladi. Masofaviy zondlash qo'llanmalarida atmosfera tomonidan turli to'lqin uzunliklarining yutilishi va aralashuvida farqlar mavjud. Tibbiy qo'llanmalarda turli teri ranglariga ega odamlar tomonidan lazerlarning yutilishi ham to'lqin uzunligiga qarab o'zgaradi. Kichikroq fokuslangan nuqta tufayli qisqa to'lqin uzunlikdagi lazerlar valazer optik qurilmalarikichik va aniq xususiyatlarni yaratishda afzalliklarga ega, juda kam periferik isitish hosil qiladi. Biroq, uzunroq to'lqin uzunliklariga ega lazerlar bilan solishtirganda, ular odatda qimmatroq va shikastlanishga ko'proq moyil bo'ladi.

2. Quvvat va energiya (Umumiy birliklar: Vt yoki J)

Lazer quvvati odatda vattlarda (Vt) o'lchanadi va uzluksiz lazerlarning chiqishini yoki impulsli lazerlarning o'rtacha quvvatini o'lchash uchun ishlatiladi. Impulsli lazerlar uchun bitta impulsning energiyasi o'rtacha quvvatga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va takrorlanish chastotasiga teskari proportsional bo'lib, birlik joul (J) dir. Quvvat yoki energiya qanchalik yuqori bo'lsa, lazerning narxi odatda shuncha yuqori bo'ladi, issiqlik tarqalish talabi shunchalik yuqori bo'ladi va yaxshi nur sifatini saqlab qolish qiyinligi ham shunga mos ravishda ortadi.

Impuls energiyasi = o'rtacha quvvat takrorlanish tezligi Impuls energiyasi = o'rtacha quvvat takrorlanish tezligi

3. Puls davomiyligi (Umumiy birliklar: fs dan ms gacha)

Lazer impulsining davomiyligi, shuningdek, impuls kengligi sifatida ham tanilgan, odatda lazer impulsining davomiyligi uchun zarur bo'lgan vaqt sifatida belgilanadilazercho'qqisining yarmigacha ko'tarilish quvvati (FWHM) (1-rasm). Ultratez lazerlarning impuls kengligi juda qisqa, odatda pikosekundlardan (10⁻¹² soniya) attosekundgacha (10⁻¹⁸ soniya) o'zgarib turadi.

4. Takrorlash tezligi (Umumiy birliklar: Hz dan MGZ gacha)

Takrorlanish darajasiimpulsli lazer(ya'ni, impulslarning takrorlanish chastotasi) sekundiga chiqariladigan impulslar sonini, ya'ni vaqt impulslari oralig'ining teskari qiymatini tavsiflaydi (1-rasm). Avval aytib o'tilganidek, takrorlanish tezligi impuls energiyasiga teskari proportsional va o'rtacha quvvatga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Takrorlash tezligi odatda lazer kuchaytirish muhitiga bog'liq bo'lsa-da, ko'p hollarda takrorlanish tezligi o'zgarishi mumkin. Takrorlash tezligi qanchalik yuqori bo'lsa, lazer optik elementi yuzasi va oxirgi fokuslangan nuqtaning termal relaksatsiya vaqti shuncha qisqa bo'ladi va shu bilan materialning tezroq qizishiga imkon beradi.

5. Kogerentlik uzunligi (Umumiy birliklar: mm dan sm gacha)

Lazerlar kogerentlikka ega, ya'ni turli vaqtlarda yoki pozitsiyalarda elektr maydonining fazaviy qiymatlari o'rtasida qat'iy bog'liqlik mavjud. Buning sababi, lazerlar stimulyatsiya qilingan emissiya orqali hosil bo'ladi, bu esa boshqa yorug'lik manbalarining ko'p turlaridan farq qiladi. Butun tarqalish jarayonida kogerentlik asta-sekin zaiflashadi va lazerning kogerentlik uzunligi uning vaqtinchalik kogerentligi ma'lum bir massani ushlab turadigan masofani belgilaydi.

6. Polarizatsiya

Polarizatsiya yorug'lik to'lqinlarining elektr maydonining yo'nalishini belgilaydi, bu har doim tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar bo'ladi. Ko'pgina hollarda lazerlar chiziqli ravishda qutblanadi, ya'ni chiqarilgan elektr maydoni har doim bir xil yo'nalishda bo'ladi. Qutblanmagan yorug'lik turli yo'nalishlarga yo'naltirilgan elektr maydonlarini hosil qiladi. Qutblanish darajasi odatda ikkita ortogonal qutblanish holatining optik kuchining nisbati sifatida ifodalanadi, masalan, 100:1 yoki 500:1.