พารามิเตอร์สำคัญในการกำหนดลักษณะการทำงานของระบบเลเซอร์

1. ความยาวคลื่น (หน่วย: นาโนเมตร ถึง ไมโครเมตร)

เดอะความยาวคลื่นเลเซอร์แสดงถึงความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ส่งผ่านโดยเลเซอร์ เมื่อเปรียบเทียบกับแสงประเภทอื่น คุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่งของเลเซอร์นั่นคือมันเป็นแสงเอกรงค์ ซึ่งหมายความว่าความยาวคลื่นของมันบริสุทธิ์มาก และมีเพียงความถี่เดียวที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน

ความแตกต่างระหว่างความยาวคลื่นต่างๆ ของเลเซอร์:

โดยทั่วไปแล้ว ความยาวคลื่นของเลเซอร์สีแดงจะอยู่ระหว่าง 630-680 นาโนเมตร และแสงที่ปล่อยออกมาเป็นสีแดง อีกทั้งยังเป็นเลเซอร์ที่พบได้บ่อยที่สุด (ส่วนใหญ่ใช้ในด้านแสงส่องสว่างทางการแพทย์ เป็นต้น)

โดยทั่วไปแล้วความยาวคลื่นของเลเซอร์สีเขียวจะอยู่ที่ประมาณ 532 นาโนเมตร (ส่วนใหญ่ใช้ในด้านการวัดระยะด้วยเลเซอร์ เป็นต้น)

โดยทั่วไปแล้ว ความยาวคลื่นของเลเซอร์สีน้ำเงินจะอยู่ระหว่าง 400-500 นาโนเมตร (ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการผ่าตัดด้วยเลเซอร์)

เลเซอร์ยูวีในช่วง 350-400 นาโนเมตร (ส่วนใหญ่ใช้ในด้านชีวการแพทย์)

เลเซอร์อินฟราเรดเป็นเลเซอร์ชนิดพิเศษที่สุด โดยความยาวคลื่นและขอบเขตการใช้งานโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 700 นาโนเมตรถึง 1 มิลลิเมตร แถบอินฟราเรดสามารถแบ่งออกเป็นสามแถบย่อย ได้แก่ อินฟราเรดใกล้ (NIR) อินฟราเรดกลาง (MIR) และอินฟราเรดไกล (FIR) ช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดใกล้จะอยู่ระหว่าง 750-1400 นาโนเมตร ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง การถ่ายภาพทางการแพทย์ และอุปกรณ์มองเห็นในเวลากลางคืนด้วยอินฟราเรด

2. กำลังและพลังงาน (หน่วย: วัตต์ หรือ จูล)

พลังงานเลเซอร์ใช้เพื่ออธิบายกำลังแสงที่ปล่อยออกมาจากเลเซอร์แบบคลื่นต่อเนื่อง (CW) หรือกำลังเฉลี่ยของเลเซอร์แบบพัลส์ นอกจากนี้ เลเซอร์แบบพัลส์ยังมีลักษณะเฉพาะคือ พลังงานของพัลส์แปรผันตรงกับกำลังเฉลี่ยและแปรผกผันกับอัตราการเกิดพัลส์ และเลเซอร์ที่มีกำลังและพลังงานสูงกว่ามักจะสร้างความร้อนส่วนเกินมากกว่า

ลำแสงเลเซอร์ส่วนใหญ่มีลักษณะเป็นลำแสงแบบเกาส์เซียน ดังนั้นความเข้มแสงและฟลักซ์จึงสูงสุดบนแกนแสงของเลเซอร์และลดลงเมื่อเบี่ยงเบนจากแกนแสงมากขึ้น เลเซอร์บางชนิดมีลักษณะเป็นลำแสงแบบยอดแบน ซึ่งแตกต่างจากลำแสงเกาส์เซียนตรงที่มีความเข้มแสงคงที่ตลอดหน้าตัดของลำแสงเลเซอร์และมีความเข้มลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นเลเซอร์แบบยอดแบนจึงไม่มีความเข้มแสงสูงสุด กำลังสูงสุดของลำแสงเกาส์เซียนเป็นสองเท่าของกำลังสูงสุดของลำแสงแบบยอดแบนที่มีกำลังเฉลี่ยเท่ากัน

3. ระยะเวลาของพัลส์ (หน่วย: เฟมโตวินาที ถึง มิลลิวินาที)

ระยะเวลาของพัลส์เลเซอร์ (เช่น ความกว้างของพัลส์) คือเวลาที่ใช้เพื่อให้เลเซอร์มีกำลังแสงครึ่งหนึ่งของกำลังแสงสูงสุด (FWHM)

 

4. อัตราการทำซ้ำ (หน่วย: เฮิรตซ์ ถึง เมกะเฮิร์ตซ์)

อัตราการทำซ้ำของเลเซอร์แบบพัลส์อัตราการทำซ้ำของพัลส์ (หรืออัตราการทำซ้ำของพัลส์) อธิบายถึงจำนวนพัลส์ที่ปล่อยออกมาต่อวินาที ซึ่งก็คือส่วนกลับของระยะห่างระหว่างพัลส์ในลำดับเวลา อัตราการทำซ้ำแปรผกผันกับพลังงานของพัลส์และแปรผันตรงกับกำลังเฉลี่ย แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วอัตราการทำซ้ำจะขึ้นอยู่กับตัวกลางเพิ่มกำลังของเลเซอร์ แต่ในหลายกรณี อัตราการทำซ้ำสามารถเปลี่ยนแปลงได้ อัตราการทำซ้ำที่สูงขึ้นจะส่งผลให้เวลาในการคลายความร้อนของพื้นผิวและจุดโฟกัสสุดท้ายขององค์ประกอบทางแสงของเลเซอร์สั้นลง ซึ่งจะนำไปสู่การให้ความร้อนแก่วัสดุได้เร็วขึ้น

5. ค่าการเบี่ยงเบน (หน่วยทั่วไป: มิลลิเรเดียน)

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วลำแสงเลเซอร์จะถูกมองว่าเป็นลำแสงขนาน แต่ก็มักจะมีการกระจายตัวอยู่บ้างเสมอ ซึ่งอธิบายถึงขอบเขตที่ลำแสงกระจายตัวออกไปเมื่อระยะทางจากจุดแคบที่สุดของลำแสงเลเซอร์เพิ่มขึ้นเนื่องจากการเลี้ยวเบน ในการใช้งานที่มีระยะการทำงานไกล เช่น ระบบ LiDAR ซึ่งวัตถุอาจอยู่ห่างจากระบบเลเซอร์หลายร้อยเมตร การกระจายตัวจึงกลายเป็นปัญหาที่สำคัญอย่างยิ่ง

6. ขนาดจุด (หน่วย: ไมโครเมตร)

ขนาดจุดของลำแสงเลเซอร์ที่โฟกัสแล้ว หมายถึงเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสง ณ จุดโฟกัสของระบบเลนส์โฟกัส ในหลายๆ การใช้งาน เช่น การแปรรูปวัสดุและการผ่าตัดทางการแพทย์ เป้าหมายคือการลดขนาดจุดให้เหลือน้อยที่สุด เพื่อเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานและช่วยให้สามารถสร้างรายละเอียดที่มีความละเอียดสูงเป็นพิเศษได้ เลนส์แอสเฟริคมักถูกใช้แทนเลนส์ทรงกลมแบบดั้งเดิมเพื่อลดความคลาดเคลื่อนทรงกลมและสร้างขนาดจุดโฟกัสที่เล็กลง

7. ระยะการทำงาน (หน่วย: ไมโครเมตร ถึง เมตร)

ระยะการทำงานของระบบเลเซอร์โดยทั่วไปหมายถึงระยะทางทางกายภาพจากองค์ประกอบทางแสงสุดท้าย (โดยปกติคือเลนส์โฟกัส) ไปยังวัตถุหรือพื้นผิวที่เลเซอร์โฟกัสไป การใช้งานบางอย่าง เช่น เลเซอร์ทางการแพทย์ มักมุ่งเน้นที่จะลดระยะการทำงานให้เหลือน้อยที่สุด ในขณะที่การใช้งานอื่นๆ เช่น การสำรวจระยะไกล มักมุ่งเน้นที่จะเพิ่มระยะการทำงานให้มากที่สุด