Lungime de undă, putere și energie, rata de repetiție, lungimea coerenței etc., terminologia laser.

Lungime de undă (unități comune: nm la µm):

Lungimea de undă a unui laser descrie frecvența spațială a undei luminoase emise. Lungimea de undă optimă pentru un anumit caz de utilizare depinde în mare măsură de aplicație. În timpul procesării materialelor, diferitele materiale vor avea caracteristici unice de absorbție a lungimii de undă, rezultând interacțiuni diferite cu materialele. De asemenea, absorbția și interferența atmosferică pot afecta în mod diferit anumite lungimi de undă în teledetecție, iar în aplicațiile cu laser medical, culorile diferite ale pielii vor absorbi anumite lungimi de undă în mod diferit. Laserele cu lungime de undă mai scurtă și optica laser au avantaje în crearea unor caracteristici mici și precise care generează încălzire periferică minimă datorită punctelor focalizate mai mici. Cu toate acestea, acestea sunt în general mai scumpe și mai susceptibile la deteriorare decât laserele cu lungime de undă mai mare.

Putere și energie (unități comune: W sau J):

Puterea laserului este măsurată în wați (W), care este utilizat pentru a descrie puterea optică de ieșire a unui laser cu undă continuă (CW) sau puterea medie a unui laser în impulsuri. În plus, caracteristica laserului cu impulsuri este că energia lui puls este direct proporțională cu puterea medie și invers proporțională cu rata de repetiție a pulsului. Unitatea de măsură a energiei este Joule (J).

Energia pulsului = rata medie de repetiție a puterii Energia pulsului = rata medie de repetiție a puterii.

Laserele cu putere și energie mai mari sunt în general mai scumpe și produc mai multă căldură reziduală. Pe măsură ce puterea și energia cresc, menținerea calității înalte a fasciculului devine din ce în ce mai dificilă.

Durata impulsului (unități comune: fs la ms):

Durata impulsului laser sau (adică: lățimea impulsului) este, în general, definită ca timpul necesar pentru ca laserul să atingă jumătate din puterea sa optică maximă (FWHM). Laserele ultrarapide se caracterizează prin durate scurte ale impulsurilor, variind de la picosecunde (10-12 secunde) până la attosecunde (10-18 secunde).

Rata de repetiție (unități comune: Hz la MHz):

Rata de repetiție a unui laser cu impulsuri, sau frecvența de repetiție a impulsurilor, descrie numărul de impulsuri emise pe secundă, care este inversul distanței secvențiale dintre impulsuri. După cum sa menționat anterior, rata de repetiție este invers proporțională cu energia pulsului și direct proporțională cu puterea medie. Deși rata de repetiție depinde de obicei de mediul de câștig laser, în multe cazuri rata de repetiție poate varia. Cu cât este mai mare rata de repetare, cu atât timpul de relaxare termică la suprafața opticii laser și a punctului focalizat final este mai scurt, permițând materialului să se încălzească mai repede.

Lungimea coerenței (unități comune: mm la cm):

Laserele sunt coerente, ceea ce înseamnă că există o relație fixă ​​între valorile de fază ale câmpului electric în momente sau locații diferite. Acest lucru se datorează faptului că lumina laser este produsă prin emisie stimulată, spre deosebire de majoritatea celorlalte tipuri de surse de lumină. Coerența slăbește treptat pe parcursul propagării, iar lungimea de coerență a unui laser definește distanța pe care coerența sa temporală menține o anumită calitate.

Polarizare:

Polarizarea definește direcția câmpului electric al unei unde luminoase, care este întotdeauna perpendiculară pe direcția de propagare. În cele mai multe cazuri, lumina laser este polarizată liniar, ceea ce înseamnă că câmpul electric emis este întotdeauna în aceeași direcție. Lumina nepolarizată produce câmpuri electrice care indică în multe direcții diferite. Gradul de polarizare este de obicei exprimat ca raportul dintre puterea optică a două stări de polarizare ortogonală, cum ar fi 100:1 sau 500:1.

Diametrul fasciculului (unități comune: mm la cm):

Diametrul fasciculului unui laser reprezintă extensia laterală a fasciculului sau dimensiunea fizică perpendiculară pe direcția de propagare. De obicei, este definită la 1/e2 lățime, adică punctul în care intensitatea fasciculului atinge 1/e2 (≈ 13,5%) din valoarea sa maximă. La punctul 1/e2, intensitatea câmpului electric scade la 1/e (≈ 37%) din valoarea sa maximă. Cu cât diametrul fasciculului este mai mare, cu atât este mai mare optica și sistemul general necesar pentru a evita tăierea fasciculului, ceea ce duce la creșterea costurilor. Cu toate acestea, reducerea diametrului fasciculului crește densitatea de putere/energie, care poate avea și efecte dăunătoare.

Putere sau densitate de energie (unități comune: W/cm2 la MW/cm2 sau µJ/cm2 la J/cm2):

Diametrul fasciculului este legat de puterea/densitatea de energie a fasciculului laser (adică puterea optică/energia pe unitatea de suprafață). Când puterea sau energia fasciculului este constantă, cu cât diametrul fasciculului este mai mare, cu atât densitatea de putere/energie este mai mică. Laserele cu putere mare/densitate energetică sunt de obicei rezultatul final ideal al sistemului (cum ar fi aplicațiile de tăiere cu laser sau sudare cu laser), dar scăzută Densitatea de putere/energie a laserului este adesea benefică în cadrul sistemului, prevenind deteriorarea indusă de laser. Acest lucru previne, de asemenea, regiunile cu putere mare/densitate mare de energie ale fasciculului să ionizeze aerul. Din aceste motive, expansoarele fasciculului sunt adesea folosite pentru a crește diametrul, reducând astfel densitatea de putere/energie în interiorul sistemului laser. Trebuie avut grijă, totuși, să nu extindeți fasciculul atât de mult încât să fie tăiat în deschiderea sistemului, ceea ce duce la pierderi de energie și posibile daune.