พารามิเตอร์ลักษณะการทำงานที่สำคัญของระบบเลเซอร์

1. ความยาวคลื่น (หน่วย: นาโนเมตร ถึง ไมโครเมตร)

การความยาวคลื่นเลเซอร์แสดงถึงความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ส่งผ่านโดยเลเซอร์ เมื่อเปรียบเทียบกับแสงประเภทอื่น คุณสมบัติที่สำคัญประการหนึ่งของเลเซอร์คือเป็นสีเดียว หมายความว่ามีความยาวคลื่นที่บริสุทธิ์มากและมีความถี่ที่กำหนดชัดเจนเพียงความถี่เดียวเท่านั้น

ความแตกต่างระหว่างความยาวคลื่นของเลเซอร์ที่แตกต่างกัน:

ความยาวคลื่นของเลเซอร์สีแดงโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 630 นาโนเมตรถึง 680 นาโนเมตร และแสงที่เปล่งออกมาจะเป็นสีแดง และยังเป็นเลเซอร์ที่พบเห็นได้ทั่วไปที่สุด (ส่วนใหญ่ใช้ในด้านแสงให้อาหารทางการแพทย์ เป็นต้น)

ความยาวคลื่นของเลเซอร์สีเขียวโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 532 นาโนเมตร (ส่วนใหญ่ใช้ในด้านการวัดระยะด้วยเลเซอร์ ฯลฯ)

ความยาวคลื่นเลเซอร์สีน้ำเงินโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 400 นาโนเมตรถึง 500 นาโนเมตร (ส่วนใหญ่ใช้ในการผ่าตัดด้วยเลเซอร์)

เลเซอร์ UV ระหว่าง 350nm-400nm (ส่วนใหญ่ใช้ในทางชีวการแพทย์)

เลเซอร์อินฟราเรดเป็นเลเซอร์ชนิดพิเศษที่สุด โดยเลเซอร์อินฟราเรดมีความยาวคลื่นอยู่ในช่วง 700 นาโนเมตรถึง 1 มม. เมื่อพิจารณาจากช่วงความยาวคลื่นและขอบเขตการใช้งาน แถบอินฟราเรดสามารถแบ่งย่อยได้อีกเป็น 3 แถบย่อย ได้แก่ อินฟราเรดใกล้ (NIR) อินฟราเรดกลาง (MIR) และอินฟราเรดไกล (FIR) ช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดใกล้คือประมาณ 750 นาโนเมตรถึง 1,400 นาโนเมตร ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง การถ่ายภาพทางการแพทย์ และอุปกรณ์มองเห็นกลางคืนด้วยอินฟราเรด

2. กำลังและพลังงาน (หน่วย: W หรือ J)

กำลังเลเซอร์ใช้เพื่ออธิบายกำลังแสงที่ส่งออกของเลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง (CW) หรือกำลังเฉลี่ยของเลเซอร์แบบพัลส์ นอกจากนี้ เลเซอร์แบบพัลส์ยังมีลักษณะเฉพาะคือ พลังงานพัลส์จะแปรผันตามกำลังเฉลี่ยและแปรผกผันกับอัตราการเกิดซ้ำของพัลส์ และเลเซอร์ที่มีกำลังและพลังงานสูงกว่ามักจะผลิตความร้อนเสียได้มากกว่า

ลำแสงเลเซอร์ส่วนใหญ่มีโปรไฟล์ลำแสงแบบเกาส์เซียน ดังนั้นความเข้มของแสงและฟลักซ์จึงสูงที่สุดบนแกนแสงของเลเซอร์และจะลดลงเมื่อความเบี่ยงเบนจากแกนแสงเพิ่มขึ้น เลเซอร์อื่นๆ มีโปรไฟล์ลำแสงแบบด้านบนแบน ซึ่งต่างจากลำแสงแบบเกาส์เซียน ตรงที่มีโปรไฟล์ความเข้มของแสงคงที่ตลอดหน้าตัดของลำแสงเลเซอร์ และความเข้มของแสงจะลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้น เลเซอร์แบบด้านบนแบนจึงไม่มีความเข้มของแสงสูงสุด กำลังสูงสุดของลำแสงแบบเกาส์เซียนจะมากกว่าลำแสงแบบด้านบนแบนที่มีกำลังเฉลี่ยเท่ากันสองเท่า

3. ระยะเวลาของพัลส์ (หน่วย: fs ถึง ms)

ระยะเวลาของพัลส์เลเซอร์ (เช่น ความกว้างพัลส์) คือเวลาที่เลเซอร์ใช้ในการไปถึงครึ่งหนึ่งของกำลังแสงสูงสุด (FWHM)

 

4. อัตราการทำซ้ำ (หน่วย: เฮิรตซ์ ถึง เมกะเฮิรตซ์)

อัตราการทำซ้ำของเลเซอร์แบบพัลส์(กล่าวคือ อัตราการทำซ้ำของพัลส์) อธิบายจำนวนพัลส์ที่ปล่อยออกมาต่อวินาที นั่นคือ ส่วนกลับของระยะห่างของพัลส์ในลำดับเวลา อัตราการทำซ้ำจะแปรผกผันกับพลังงานของพัลส์และเป็นสัดส่วนกับกำลังเฉลี่ย แม้ว่าอัตราการทำซ้ำโดยปกติจะขึ้นอยู่กับตัวกลางของค่าเกนของเลเซอร์ แต่ในหลายกรณี อัตราการทำซ้ำสามารถเปลี่ยนแปลงได้ อัตราการทำซ้ำที่สูงขึ้นส่งผลให้เวลาผ่อนคลายความร้อนสำหรับพื้นผิวและโฟกัสสุดท้ายขององค์ประกอบออปติกเลเซอร์สั้นลง ซึ่งทำให้วัสดุได้รับความร้อนเร็วขึ้น

5. ความแตกต่าง (หน่วยทั่วไป: mrad)

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วลำแสงเลเซอร์จะถือว่าเป็นลำแสงที่รวมลำแสงเข้าด้วยกัน แต่ลำแสงเหล่านี้มักจะมีการเบี่ยงเบนในระดับหนึ่ง ซึ่งอธิบายถึงระดับที่ลำแสงเบี่ยงเบนไปจากระยะเอวของลำแสงเลเซอร์ที่เพิ่มขึ้นอันเนื่องมาจากการเลี้ยวเบนแสง ในการใช้งานที่มีระยะการทำงานไกล เช่น ระบบ liDAR ซึ่งวัตถุอาจอยู่ห่างจากระบบเลเซอร์หลายร้อยเมตร การเบี่ยงเบนจึงกลายเป็นปัญหาที่สำคัญอย่างยิ่ง

6. ขนาดจุด (หน่วย: μm)

ขนาดจุดของลำแสงเลเซอร์ที่โฟกัสจะอธิบายถึงเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงที่จุดโฟกัสของระบบเลนส์โฟกัส ในการใช้งานหลายๆ อย่าง เช่น การประมวลผลวัสดุและการผ่าตัดทางการแพทย์ เป้าหมายคือการลดขนาดจุดให้เหลือน้อยที่สุด ซึ่งจะช่วยเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานให้สูงสุด และช่วยให้สามารถสร้างคุณสมบัติที่มีความละเอียดเป็นพิเศษได้ เลนส์แอสเฟอริคัลมักใช้แทนเลนส์ทรงกลมแบบดั้งเดิมเพื่อลดความคลาดทรงกลมและสร้างขนาดจุดโฟกัสที่เล็กลง

7. ระยะการทำงาน (หน่วย: μm ถึง m)

ระยะการทำงานของระบบเลเซอร์โดยทั่วไปจะถูกกำหนดให้เป็นระยะทางทางกายภาพจากองค์ประกอบออปติกสุดท้าย (โดยปกติคือเลนส์โฟกัส) ไปยังวัตถุหรือพื้นผิวที่เลเซอร์โฟกัส การใช้งานบางอย่าง เช่น เลเซอร์ทางการแพทย์ มักจะพยายามลดระยะการทำงานให้เหลือน้อยที่สุด ในขณะที่การใช้งานอื่นๆ เช่น การสำรวจระยะไกล มักจะพยายามเพิ่มระยะการทำงานให้สูงสุด