พารามิเตอร์การกำหนดลักษณะประสิทธิภาพที่สำคัญของระบบเลเซอร์

1. ความยาวคลื่น (หน่วย: นาโนเมตร ถึง ไมโครเมตร)

ที่ความยาวคลื่นเลเซอร์หมายถึงความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถูกพาโดยเลเซอร์ เมื่อเปรียบเทียบกับไฟประเภทอื่นแล้วคุณสมบัติที่สำคัญของเลเซอร์ก็คือมันเป็นสีเดียว ซึ่งหมายความว่าความยาวคลื่นของมันบริสุทธิ์มาก และมีความถี่ที่กำหนดชัดเจนเพียงความถี่เดียวเท่านั้น

ความแตกต่างระหว่างความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของเลเซอร์:

โดยทั่วไปความยาวคลื่นของเลเซอร์สีแดงจะอยู่ระหว่าง 630 นาโนเมตรถึง 680 นาโนเมตร และแสงที่ปล่อยออกมาจะเป็นสีแดง และยังเป็นเลเซอร์ที่ใช้กันมากที่สุดอีกด้วย (ส่วนใหญ่ใช้ในด้านแสงป้อนอาหารทางการแพทย์ ฯลฯ)

โดยทั่วไปความยาวคลื่นของเลเซอร์สีเขียวจะอยู่ที่ประมาณ 532 นาโนเมตร (ส่วนใหญ่ใช้ในด้านเลเซอร์เป็นต้น)

ความยาวคลื่นเลเซอร์สีน้ำเงินโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 400nm-500nm (ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการผ่าตัดด้วยเลเซอร์);

เลเซอร์ยูวีระหว่าง 350nm-400nm (ส่วนใหญ่ใช้ในชีวการแพทย์);

เลเซอร์อินฟราเรดมีความพิเศษที่สุด ความยาวคลื่นเลเซอร์อินฟราเรดโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 700nm-1mm ตามช่วงความยาวคลื่นและการใช้งาน ย่านอินฟราเรดสามารถแบ่งเพิ่มเติมออกเป็นสามย่านความถี่ย่อย: อินฟราเรดใกล้ (NIR), อินฟราเรดกลาง (MIR) และอินฟราเรดไกล (FIR) ช่วงความยาวคลื่นใกล้อินฟราเรดอยู่ที่ประมาณ 750 นาโนเมตร-1400 นาโนเมตร ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง การถ่ายภาพทางชีวการแพทย์ และอุปกรณ์มองเห็นตอนกลางคืนด้วยอินฟราเรด

2. กำลังและพลังงาน (หน่วย: W หรือ J)

พลังเลเซอร์ใช้เพื่ออธิบายกำลังแสงที่ส่งออกของเลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง (CW) หรือกำลังเฉลี่ยของเลเซอร์พัลซิ่ง นอกจากนี้ เลเซอร์แบบพัลส์ยังมีลักษณะเฉพาะคือพลังงานพัลส์ของพวกมันแปรผันกับกำลังเฉลี่ยและแปรผกผันกับอัตราการเกิดซ้ำของพัลส์ และเลเซอร์ที่มีกำลังและพลังงานสูงกว่ามักจะสร้างความร้อนเหลือทิ้งมากกว่า

ลำแสงเลเซอร์ส่วนใหญ่มีโปรไฟล์ลำแสงแบบเกาส์เซียน ดังนั้นการฉายรังสีและฟลักซ์จึงสูงที่สุดบนแกนแสงของเลเซอร์และลดลงเมื่อค่าเบี่ยงเบนจากแกนแสงเพิ่มขึ้น เลเซอร์อื่นๆ มีโปรไฟล์ลำแสงแบบแบนซึ่งต่างจากคานแบบเกาส์เซียนตรงที่มีโปรไฟล์การฉายรังสีคงที่ตลอดภาคตัดขวางของลำแสงเลเซอร์และมีความเข้มลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นเลเซอร์แบบแผ่นเรียบจึงไม่มีการฉายรังสีสูงสุด กำลังสูงสุดของลำแสงเกาส์เซียนเป็นสองเท่าของลำแสงยอดแบนซึ่งมีกำลังเฉลี่ยเท่ากัน

3. ระยะเวลาพัลส์ (หน่วย: fs ถึง ms)

ระยะเวลาของพัลส์เลเซอร์ (เช่น ความกว้างของพัลส์) คือเวลาที่เลเซอร์ใช้ในการไปถึงครึ่งหนึ่งของกำลังแสงสูงสุด (FWHM)

 

4. อัตราการทำซ้ำ (หน่วย: Hz ถึง MHz)

อัตราการทำซ้ำของเลเซอร์พัลส์(กล่าวคืออัตราการเกิดซ้ำของพัลส์) อธิบายจำนวนพัลส์ที่ปล่อยออกมาต่อวินาที นั่นคือ ส่วนกลับของระยะห่างพัลส์ของลำดับเวลา อัตราการทำซ้ำจะแปรผกผันกับพลังงานพัลส์และเป็นสัดส่วนกับกำลังเฉลี่ย แม้ว่าอัตราการเกิดซ้ำมักจะขึ้นอยู่กับตัวกลางที่ได้รับของเลเซอร์ แต่ในหลายกรณี อัตราการเกิดซ้ำสามารถเปลี่ยนแปลงได้ อัตราการทำซ้ำที่สูงขึ้นส่งผลให้เวลาการผ่อนคลายด้วยความร้อนสำหรับพื้นผิวและการโฟกัสสุดท้ายขององค์ประกอบแสงเลเซอร์สั้นลง ซึ่งจะทำให้วัสดุได้รับความร้อนเร็วขึ้น

5. ความแตกต่าง (หน่วยทั่วไป: mrad)

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วลำแสงเลเซอร์จะถูกมองว่าเป็นการชนกัน แต่ก็มักจะมีการเบี่ยงเบนจำนวนหนึ่งอยู่เสมอ ซึ่งอธิบายขอบเขตที่ลำแสงจะแยกออกไปตามระยะห่างที่เพิ่มขึ้นจากเอวของลำแสงเลเซอร์เนื่องจากการเลี้ยวเบน ในการใช้งานที่มีระยะการทำงานที่ยาวนาน เช่น ระบบ liDAR ซึ่งวัตถุอาจอยู่ห่างจากระบบเลเซอร์หลายร้อยเมตร ความแตกต่างจะกลายเป็นปัญหาที่สำคัญอย่างยิ่ง

6. ขนาดสปอต (หน่วย: μm)

ขนาดลำแสงเลเซอร์โฟกัสจะอธิบายเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงที่จุดโฟกัสของระบบเลนส์โฟกัส ในการใช้งานหลายอย่าง เช่น การแปรรูปวัสดุและการผ่าตัดทางการแพทย์ เป้าหมายคือการลดขนาดจุดให้เหลือน้อยที่สุด สิ่งนี้จะเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานสูงสุดและช่วยให้สามารถสร้างคุณสมบัติที่มีความละเอียดโดยเฉพาะ เลนส์แก้ความคลาดทรงกลมมักถูกใช้แทนเลนส์แก้ความคลาดทรงกลมแบบเดิมๆ เพื่อลดความคลาดเคลื่อนทรงกลมและสร้างจุดโฟกัสที่เล็กลง

7. ระยะการทำงาน (หน่วย: μm ถึง m)

ระยะการทำงานของระบบเลเซอร์มักจะถูกกำหนดให้เป็นระยะทางทางกายภาพจากองค์ประกอบออปติคัลสุดท้าย (โดยปกติคือเลนส์โฟกัส) ไปยังวัตถุหรือพื้นผิวที่เลเซอร์โฟกัส โดยทั่วไปแล้วการใช้งานบางอย่าง เช่น เลเซอร์ทางการแพทย์มักจะพยายามลดระยะห่างในการทำงานให้เหลือน้อยที่สุด ในขณะที่การใช้งานอื่นๆ เช่น การรับรู้ระยะไกล มักจะมุ่งเป้าไปที่การเพิ่มช่วงระยะการทำงานให้สูงสุด