פרמטרים חשובים לאפיון ביצועים של מערכת לייזר

1. אורך גל (יחידה: ננומטר עד מיקרומטר)

האורך גל לייזרמייצג את אורך הגל של הגל האלקטרומגנטי שנישא על ידי הלייזר. בהשוואה לסוגים אחרים של אור, תכונה חשובה שללייזרהוא שהוא מונוכרומטי, כלומר אורך הגל שלו טהור מאוד ויש לו רק תדר אחד מוגדר היטב.

ההבדל בין אורכי גל שונים של לייזר:

אורך הגל של הלייזר האדום הוא בדרך כלל בין 630 ננומטר-680 ננומטר, והאור הנפלט הוא אדום, והוא גם הלייזר הנפוץ ביותר (המשמש בעיקר בתחום של אור הזנה רפואי וכו');

אורך הגל של הלייזר הירוק הוא בדרך כלל כ-532 ננומטר, (בעיקר בשימוש בתחום טווחי הלייזר וכו');

אורך גל לייזר כחול הוא בדרך כלל בין 400 ננומטר-500 ננומטר (משמש בעיקר לניתוחי לייזר);

לייזר UV בין 350nm-400nm (בשימוש בעיקר בביו-רפואה);

לייזר אינפרא אדום הוא המיוחד ביותר, על פי טווח אורכי הגל ותחום היישום, אורך גל הלייזר האינפרא אדום ממוקם בדרך כלל בטווח של 700 ננומטר-1 מ"מ. ניתן לחלק את פס האינפרא אדום לשלושה תת-פסים: אינפרא אדום קרוב (NIR), אינפרא אדום בינוני (MIR) ואינפרא אדום רחוק (FIR). טווח אורך הגל הקרוב לאינפרא אדום הוא כ-750nm-1400nm, שנמצא בשימוש נרחב בתקשורת סיבים אופטיים, הדמיה ביו-רפואית וציוד לראיית לילה אינפרא אדום.

2. כוח ואנרגיה (יחידה: W או J)

כוח לייזרמשמש לתיאור תפוקת הכוח האופטי של לייזר גל מתמשך (CW) או את ההספק הממוצע של לייזר דופק. בנוסף, לייזרים פולסים מאופיינים בכך שאנרגיית הפולס שלהם פרופורציונלית להספק הממוצע ובפרופורציה הפוך לקצב החזרות על הפולס, ולייזרים בעלי הספק ואנרגיה גבוהים יותר מפיקים בדרך כלל יותר פסולת חום.

לרוב קרני הלייזר יש פרופיל קרן גאוס, כך שהקרינה והשטף הן הגבוהות ביותר בציר האופטי של הלייזר ויורדות ככל שהסטייה מהציר האופטי גדלה. ללייזרים אחרים יש פרופילי אלומה שטוחים אשר, בניגוד לאלומות גאוסיות, יש להם פרופיל קרינה קבוע על פני החתך של קרן הלייזר וירידה מהירה בעוצמתם. לכן, ללייזרים שטוחים אין שיא קרינה. הספק השיא של קרן גאוס הוא כפול מזה של קרן שטוחה בעלת אותו הספק ממוצע.

3. משך הדופק (יחידה: fs עד ms)

משך פעימת הלייזר (כלומר רוחב הפולס) הוא הזמן שלוקח ללייזר להגיע למחצית מההספק האופטי המקסימלי (FWHM).

 

4. קצב חזרות (יחידה: הרץ עד מגה-הרץ)

שיעור החזרות של אלייזר דופק(כלומר קצב חזרת הפולסים) מתאר את מספר הפולסים הנפלטים בשנייה, כלומר ההדדיות של מרווח הפולסים ברצף הזמן. קצב החזרות הוא פרופורציונלי הפוך לאנרגיית הדופק ופרופורציונלי להספק הממוצע. למרות שקצב החזרות תלוי בדרך כלל במדיום הרווח של הלייזר, במקרים רבים ניתן לשנות את קצב החזרות. קצב חזרות גבוה יותר מביא לזמן הרפיה תרמית קצר יותר עבור פני השטח והפוקוס הסופי של האלמנט האופטי בלייזר, מה שמוביל בתורו לחימום מהיר יותר של החומר.

5. סטייה (יחידה טיפוסית: mrad)

למרות שקרני לייזר נחשבות בדרך כלל כקולימאטיות, הן תמיד מכילות כמות מסוימת של סטייה, המתארת ​​את המידה שבה הקרן מתפצלת לאורך מרחק הולך וגדל מהמותן של קרן הלייזר עקב עקיפה. ביישומים עם מרחקי עבודה ארוכים, כמו מערכות liDAR, שבהן עצמים עשויים להיות במרחק מאות מטרים ממערכת הלייזר, ההיפרדות הופכת לבעיה חשובה במיוחד.

6. גודל נקודה (יחידה: מיקרומטר)

גודל הנקודה של קרן הלייזר הממוקדת מתאר את קוטר הקרן בנקודת המוקד של מערכת עדשות המיקוד. ביישומים רבים, כמו עיבוד חומרים וניתוחים רפואיים, המטרה היא למזער את גודל הנקודה. זה ממקסם את צפיפות ההספק ומאפשר יצירת תכונות עדינות במיוחד. לעתים קרובות נעשה שימוש בעדשות אספריות במקום עדשות כדוריות מסורתיות כדי להפחית סטייות כדוריות ולהפיק גודל נקודת מוקד קטן יותר.

7. מרחק עבודה (יחידה: מיקרומטר עד מ')

מרחק הפעולה של מערכת לייזר מוגדר בדרך כלל כמרחק הפיזי מהאלמנט האופטי הסופי (בדרך כלל עדשת מיקוד) לאובייקט או למשטח שהלייזר מתמקד בו. יישומים מסוימים, כגון לייזרים רפואיים, מבקשים בדרך כלל למזער את מרחק הפעולה, בעוד שאחרים, כגון חישה מרחוק, שואפים בדרך כלל למקסם את טווח מרחק הפעולה שלהם.