พารามิเตอร์ลักษณะประสิทธิภาพที่สำคัญของระบบเลเซอร์

1. ความยาวคลื่น (หน่วย: นาโนเมตร ถึง ไมโครเมตร)

การความยาวคลื่นเลเซอร์แสดงถึงความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เลเซอร์นำพา เมื่อเปรียบเทียบกับแสงประเภทอื่น คุณสมบัติที่สำคัญของเลเซอร์คือเป็นสีเดียว หมายความว่า ความยาวคลื่นมีความบริสุทธิ์มากและมีความถี่ที่กำหนดไว้ชัดเจนเพียงความถี่เดียวเท่านั้น

ความแตกต่างระหว่างความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของเลเซอร์:

ความยาวคลื่นของเลเซอร์สีแดงโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 630 นาโนเมตรถึง 680 นาโนเมตร และแสงที่ปล่อยออกมาจะเป็นสีแดง นอกจากนี้ยังเป็นเลเซอร์ที่พบเห็นได้ทั่วไปที่สุด (ส่วนใหญ่ใช้ในด้านแสงให้อาหารทางการแพทย์ เป็นต้น)

ความยาวคลื่นของเลเซอร์สีเขียวโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 532 นาโนเมตร (ส่วนใหญ่ใช้ในด้านการวัดระยะด้วยเลเซอร์ ฯลฯ)

ความยาวคลื่นเลเซอร์สีน้ำเงินโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 400 นาโนเมตรถึง 500 นาโนเมตร (ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการผ่าตัดด้วยเลเซอร์)

เลเซอร์ UV ขนาด 350 นาโนเมตร-400 นาโนเมตร (ส่วนใหญ่ใช้ในทางการแพทย์)

เลเซอร์อินฟราเรดมีความพิเศษที่สุด โดยพิจารณาจากช่วงความยาวคลื่นและขอบเขตการใช้งาน โดยทั่วไปความยาวคลื่นของเลเซอร์อินฟราเรดจะอยู่ในช่วง 700 นาโนเมตรถึง 1 มิลลิเมตร แถบอินฟราเรดสามารถแบ่งย่อยได้อีกเป็น 3 แถบย่อย ได้แก่ อินฟราเรดใกล้ (NIR), อินฟราเรดกลาง (MIR) และอินฟราเรดไกล (FIR) ช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดใกล้อยู่ที่ประมาณ 750 นาโนเมตรถึง 1,400 นาโนเมตร ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง การถ่ายภาพทางการแพทย์ และอุปกรณ์มองเห็นกลางคืนด้วยอินฟราเรด

2. กำลังและพลังงาน (หน่วย: W หรือ J)

กำลังเลเซอร์ใช้เพื่ออธิบายกำลังแสงที่ส่งออกของเลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง (CW) หรือกำลังเฉลี่ยของเลเซอร์พัลส์ นอกจากนี้ เลเซอร์พัลส์ยังมีคุณสมบัติเฉพาะคือพลังงานพัลส์แปรผันตามกำลังเฉลี่ยและแปรผกผันกับอัตราการเกิดซ้ำของพัลส์ และเลเซอร์ที่มีกำลังและพลังงานสูงกว่ามักจะผลิตความร้อนเสียได้มากกว่า

ลำแสงเลเซอร์ส่วนใหญ่มีโปรไฟล์ลำแสงแบบเกาส์เซียน ดังนั้นความเข้มของรังสีและฟลักซ์จึงสูงที่สุดบนแกนแสงของเลเซอร์และลดลงเมื่อความเบี่ยงเบนจากแกนแสงเพิ่มขึ้น เลเซอร์อื่นๆ มีโปรไฟล์ลำแสงแบบหัวตัดแบน ซึ่งต่างจากลำแสงแบบเกาส์เซียน ตรงที่มีโปรไฟล์ความเข้มของรังสีคงที่ตลอดหน้าตัดของลำแสงเลเซอร์ และความเข้มของรังสีลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้น เลเซอร์แบบหัวตัดแบนจึงไม่มีความเข้มของรังสีสูงสุด กำลังสูงสุดของลำแสงแบบเกาส์เซียนเป็นสองเท่าของลำแสงแบบหัวตัดแบนที่มีกำลังเฉลี่ยเท่ากัน

3. ระยะเวลาพัลส์ (หน่วย: fs ถึง ms)

ระยะเวลาพัลส์เลเซอร์ (หรือที่เรียกว่า ความกว้างพัลส์) คือเวลาที่เลเซอร์ใช้ในการไปถึงครึ่งหนึ่งของกำลังแสงสูงสุด (FWHM)

 

4. อัตราการทำซ้ำ (หน่วย: เฮิรตซ์ ถึง เมกะเฮิรตซ์)

อัตราการทำซ้ำของเลเซอร์แบบพัลส์(เช่น อัตราการทำซ้ำของพัลส์) อธิบายจำนวนพัลส์ที่ปล่อยออกมาต่อวินาที ซึ่งก็คือส่วนกลับของระยะห่างของพัลส์ในลำดับเวลา อัตราการทำซ้ำจะแปรผกผันกับพลังงานพัลส์และแปรผกผันกับกำลังเฉลี่ย แม้ว่าอัตราการทำซ้ำมักจะขึ้นอยู่กับตัวกลางของอัตราขยายของเลเซอร์ แต่ในหลายกรณี อัตราการทำซ้ำสามารถเปลี่ยนแปลงได้ อัตราการทำซ้ำที่สูงขึ้นส่งผลให้เวลาผ่อนคลายความร้อนสำหรับพื้นผิวและจุดโฟกัสสุดท้ายของชิ้นส่วนออปติกเลเซอร์สั้นลง ส่งผลให้วัสดุได้รับความร้อนเร็วขึ้น

5. ความแตกต่าง (หน่วยทั่วไป: mrad)

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วลำแสงเลเซอร์จะถูกมองว่าเป็นลำแสงที่รวมลำแสงเข้าด้วยกัน แต่ลำแสงเหล่านี้มักจะมีการเบี่ยงเบนของลำแสงในระดับหนึ่ง ซึ่งอธิบายถึงขอบเขตที่ลำแสงเบี่ยงเบนจากระยะที่เพิ่มขึ้นจากเอวของลำแสงเลเซอร์เนื่องจากการเลี้ยวเบน ในการใช้งานที่มีระยะการทำงานไกล เช่น ระบบ liDAR ซึ่งวัตถุอาจอยู่ห่างจากระบบเลเซอร์หลายร้อยเมตร การเบี่ยงเบนของลำแสงจึงกลายเป็นปัญหาที่สำคัญอย่างยิ่ง

6. ขนาดจุด (หน่วย: μm)

ขนาดจุดของลำแสงเลเซอร์ที่โฟกัสจะอธิบายเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงที่จุดโฟกัสของระบบเลนส์โฟกัส ในการใช้งานหลายประเภท เช่น การประมวลผลวัสดุและการผ่าตัดทางการแพทย์ เป้าหมายคือการลดขนาดจุดเลเซอร์ให้เหลือน้อยที่สุด ซึ่งจะช่วยเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานให้สูงสุดและช่วยให้สามารถสร้างภาพที่มีความละเอียดเป็นพิเศษได้ เลนส์แอสเฟอริคัลมักถูกนำมาใช้แทนเลนส์ทรงกลมแบบดั้งเดิมเพื่อลดความคลาดทรงกลมและทำให้ขนาดจุดโฟกัสเล็กลง

7. ระยะการทำงาน (หน่วย: μm ถึง m)

ระยะการทำงานของระบบเลเซอร์โดยทั่วไปจะกำหนดเป็นระยะทางทางกายภาพจากองค์ประกอบออปติคัลสุดท้าย (ซึ่งโดยปกติคือเลนส์โฟกัส) ไปยังวัตถุหรือพื้นผิวที่เลเซอร์โฟกัส การใช้งานบางประเภท เช่น เลเซอร์ทางการแพทย์ มักมุ่งเน้นการลดระยะการทำงานให้น้อยที่สุด ในขณะที่บางประเภท เช่น การสำรวจระยะไกล มักมุ่งเน้นการเพิ่มระยะการทำงานให้สูงสุด