Professionaalsed teadmised

Lainepikkus, võimsus ja energia, kordussagedus, koherentsuse pikkus jne, laserterminoloogia.

2024-04-19

Lainepikkus (tavalised ühikud: nm kuni µm):

Laseri lainepikkus kirjeldab kiiratava valguslaine ruumilist sagedust. Konkreetse kasutusjuhtumi optimaalne lainepikkus sõltub suuresti rakendusest. Materjali töötlemise ajal on erinevatel materjalidel ainulaadsed lainepikkuse neeldumisomadused, mille tulemuseks on materjalidega erinev interaktsioon. Samuti võivad atmosfääri neeldumine ja häired mõjutada teatud lainepikkusi kaugseires erinevalt ning meditsiinilistes laserrakendustes neelavad erinevad nahavärvid teatud lainepikkusi erinevalt. Lühema lainepikkusega laseritel ja laseroptikal on eelised väikeste täpsete funktsioonide loomisel, mis tekitavad väiksemate fookuspunktide tõttu minimaalse perifeerse kuumenemise. Siiski on need üldiselt kallimad ja kahjustustele vastuvõtlikumad kui pikema lainepikkusega laserid.


Võimsus ja energia (ühised ühikud: W või J):

Laseri võimsust mõõdetakse vattides (W), mida kasutatakse pidevlaine (CW) laseri optilise väljundvõimsuse või impulsslaseri keskmise võimsuse kirjeldamiseks. Lisaks on impulsslaseri omaduseks see, et selle impulsi energia on otseselt võrdeline keskmise võimsusega ja pöördvõrdeline impulsi kordussagedusega. Energia ühik on džaul (J).

Impulsi energia = keskmine võimsuse kordussagedus Impulsi energia = keskmine võimsuse kordussagedus.

Suurema võimsuse ja energiaga laserid on üldiselt kallimad ja toodavad rohkem heitsoojust. Kui võimsus ja energia suurenevad, muutub kaugtule kvaliteedi säilitamine üha keerulisemaks.


Impulsi kestus (tavalised ühikud: fs kuni ms):

Laseriimpulsi kestus või (st impulsi laius) on üldiselt defineeritud kui aeg, mis kulub laseril poole oma maksimaalsest optilisest võimsusest (FWHM) jõudmiseks. Ülikiireid lasereid iseloomustavad lühikesed impulsside kestused, mis ulatuvad pikosekunditest (10-12 sekundit) attosekundini (10-18 sekundit).


Kordussagedus (tavalised ühikud: Hz kuni MHz):

Impulsslaseri kordussagedus ehk impulsi kordussagedus kirjeldab sekundis kiiratavate impulsside arvu, mis on järjestikuse impulsside vahemaa pöördväärtus. Nagu varem mainitud, on kordussagedus pöördvõrdeline impulsi energiaga ja otseselt proportsionaalne keskmise võimsusega. Kuigi kordussagedus sõltub tavaliselt laseri võimenduskandjast, võib kordussagedus paljudel juhtudel varieeruda. Mida suurem on kordussagedus, seda lühem on termiline lõdvestusaeg laseroptika ja lõpliku fokuseeritud punkti pinnal, võimaldades materjalil kiiremini soojeneda.


Sidususe pikkus (ühised ühikud: mm kuni cm):

Laserid on koherentsed, mis tähendab, et elektrivälja faasiväärtuste vahel eri aegadel või kohtades on kindel seos. Seda seetõttu, et erinevalt enamikust teist tüüpi valgusallikatest toodetakse laservalgust stimuleeritud kiirguse teel. Sidusus nõrgeneb levimise ajal järk-järgult ja laseri koherentsuse pikkus määrab kauguse, mille jooksul selle ajaline koherentsus säilitab teatud kvaliteedi.


Polarisatsioon:

Polarisatsioon määrab valguslaine elektrivälja suuna, mis on alati levimissuunaga risti. Enamasti on laservalgus lineaarselt polariseeritud, mis tähendab, et kiiratav elektriväli osutab alati samas suunas. Polariseerimata valgus tekitab elektrivälju, mis on suunatud erinevatesse suundadesse. Polarisatsiooniastet väljendatakse tavaliselt kahe ortogonaalse polarisatsiooni oleku optilise võimsuse suhtena, näiteks 100:1 või 500:1.


Tala läbimõõt (tavalised ühikud: mm kuni cm):

Laseri kiire läbimõõt tähistab kiire külgsuunalist pikendust või levimissuunaga risti olevat füüsilist suurust. Tavaliselt määratakse see laiusega 1/e2, st punktis, kus kiire intensiivsus jõuab 1/e2-ni (≈ 13,5%) selle maksimaalsest väärtusest. Punktis 1/e2 langeb elektrivälja tugevus 1/e-ni (≈ 37%) maksimaalsest väärtusest. Mida suurem on tala läbimõõt, seda suurem on optika ja üldine süsteem, mis on vajalik kiire lõikamise vältimiseks, mille tulemuseks on suuremad kulud. Kuid kiire läbimõõdu vähendamine suurendab võimsuse/energia tihedust, millel võib olla ka kahjulik mõju.


Võimsus või energiatihedus (tavalised ühikud: W/cm2 kuni MW/cm2 või µJ/cm2 kuni J/cm2):

Kiire läbimõõt on seotud laserkiire võimsuse/energiatihedusega (st optilise võimsusega/energia pindalaühiku kohta). Kui kiire võimsus või energia on konstantne, siis mida suurem on kiire läbimõõt, seda väiksem on võimsus/energiatihedus. Suure võimsusega/energiatihedusega laserid on tavaliselt süsteemi ideaalne lõppväljund (näiteks laserlõikamisel või laserkeevitamisel), kuid madal. Laseri võimsus-/energiatihedus on sageli süsteemi sees kasulik, vältides laseri poolt põhjustatud kahjustusi. See takistab ka kiire suure võimsusega / suure energiatihedusega piirkondades õhku ioniseerimast. Nendel põhjustel kasutatakse läbimõõdu suurendamiseks sageli kiire laiendusi, mis vähendab lasersüsteemi sees olevat võimsust/energiatihedust. Siiski tuleb jälgida, et kiir ei laieneks nii palju, et see ei jääks süsteemi avasse kinni, mille tulemuseks on energia raiskamine ja võimalikud kahjustused.

We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept