Lasersüsteemi olulised jõudlusnäitajad

1. Lainepikkus (ühik: nm kuni μm)

Seelaseri lainepikkustähistab laseri poolt kantava elektromagnetlaine lainepikkust. Võrreldes teist tüüpi valgusega on sellel oluline omaduslaseron see, et see on monokromaatiline, mis tähendab, et selle lainepikkus on väga puhas ja sellel on ainult üks täpselt määratletud sagedus.

Erinevus erinevate laserlainepikkuste vahel:

Punase laseri lainepikkus on üldiselt vahemikus 630–680 nm ja kiirgav valgus on punane ning see on ka kõige levinum laser (kasutatakse peamiselt meditsiinilise söötmisvalgustuse jms valdkonnas);

Rohelise laseri lainepikkus on üldiselt umbes 532 nm (kasutatakse peamiselt laserkauguse mõõtmise valdkonnas jne);

Sinise laseri lainepikkus on üldiselt vahemikus 400–500 nm (kasutatakse peamiselt laseroperatsioonidel);

UV-laser lainepikkuste vahemikus 350–400 nm (kasutatakse peamiselt biomeditsiinis);

Infrapunalaser on lainepikkuste vahemiku ja rakendusala poolest kõige erilisem. Infrapunalaseri lainepikkused jäävad üldiselt vahemikku 700 nm–1 mm. Infrapunariba saab jagada kolmeks alamribaks: lähiinfrapuna (NIR), keskmine infrapuna (MIR) ja kauginfrapuna (FIR). Lähiinfrapuna lainepikkuste vahemik on umbes 750 nm–1400 nm ja seda kasutatakse laialdaselt kiudoptilises sides, biomeditsiinilises pildistamises ja infrapuna-öönägemisseadmetes.

2. Võimsus ja energia (ühik: W või J)

Laseri võimsuskasutatakse pidevlaine (CW) laseri optilise väljundvõimsuse või impulsslaseri keskmise võimsuse kirjeldamiseks. Lisaks iseloomustab impulsslasereid see, et nende impulsienergia on proportsionaalne keskmise võimsusega ja pöördvõrdeline impulsi kordumissagedusega ning suurema võimsuse ja energiaga laserid toodavad tavaliselt rohkem jääksoojust.

Enamikul laserkiirtel on Gaussi kiire profiil, seega on nii kiirgusintensiivsus kui ka voog laseri optilisel teljel suurimad ning vähenevad optilisest teljest kõrvalekalde suurenedes. Teistel laseritel on lameda tipuga kiireprofiilid, millel erinevalt Gaussi kiirtest on laserkiire ristlõikes konstantne kiirgusintensiivsuse profiil ja intensiivsuse kiire langus. Seetõttu ei ole lameda tipuga laseritel tippkiirgust. Gaussi kiire tippvõimsus on kaks korda suurem kui sama keskmise võimsusega lameda tipuga kiirel.

3. Impulsi kestus (ühik: fs kuni ms)

Laseri impulsi kestus (st impulsi laius) on aeg, mis kulub laseril poole maksimaalse optilise võimsuse (FWHM) saavutamiseks.

 

4. Kordussagedus (ühik: Hz kuni MHz)

Kordumise sagedus aimpulsslaser(st impulsi kordumissagedus) kirjeldab sekundis kiiratavate impulsside arvu, st impulsside vaheaja pöördväärtust. Kordumissagedus on pöördvõrdeline impulsi energiaga ja võrdeline keskmise võimsusega. Kuigi kordumissagedus sõltub tavaliselt laseri võimenduskeskkonnast, saab seda paljudel juhtudel muuta. Suurem kordumissagedus põhjustab laseroptilise elemendi pinna ja lõppfookuse lühema termilise relaksatsiooniaja, mis omakorda viib materjali kiirema kuumenemiseni.

5. Hajumine (tüüpiline ühik: mrad)

Kuigi laserkiiri peetakse üldiselt kollimeerivateks, sisaldavad nad alati teatud määral hajumist, mis kirjeldab, kui palju kiir hajub difraktsiooni tõttu laserkiire vöökohast suureneva kauguse korral. Pikkade töökaugustega rakendustes, näiteks liDAR-süsteemides, kus objektid võivad olla lasersüsteemist sadade meetrite kaugusel, muutub hajumine eriti oluliseks probleemiks.

6. Täpi suurus (ühik: μm)

Fokuseeritud laserkiire täpi suurus kirjeldab kiire läbimõõtu fokuseeriva läätsesüsteemi fookuspunktis. Paljudes rakendustes, näiteks materjalide töötlemisel ja meditsiinilises kirurgias, on eesmärk täpi suurust minimeerida. See maksimeerib võimsustihedust ja võimaldab luua eriti peeneteralisi jooni. Sfääriliste aberratsioonide vähendamiseks ja väiksema fookustäpi suuruse saavutamiseks kasutatakse traditsiooniliste sfääriliste läätsede asemel sageli asfäärilisi läätsi.

7. Töökaugus (ühik: μm kuni m)

Lasersüsteemi töökaugust defineeritakse tavaliselt kui füüsilist kaugust viimasest optilisest elemendist (tavaliselt fokuseerimisläätsest) objekti või pinnani, millele laser fokuseerib. Teatud rakendused, näiteks meditsiinilised laserid, püüavad tavaliselt töökaugust minimeerida, samas kui teised, näiteks kaugseire, püüavad tavaliselt oma töökaugust maksimeerida.