F'diversi applikazzjonijiet bħall-ipproċessar tal-materjal, kirurġija bil-laser, telerilevament, u notevolmentimmarkar bil-lejżer, jeżistu varjetà ta 'sistemi komuni tal-laser. Ħafna minn dawn is-sistemi tal-lejżer jaqsmu parametri ewlenin. L-istabbiliment ta 'termini universali għal dawn il-parametri jista' jipprevjeni rappreżentazzjoni ħażina, u billi tifhem dawn it-termini, tista 'tispeċifika b'mod korrett sistemi u komponenti tal-lejżer biex jissodisfaw il-ħtiġijiet tal-applikazzjoni tiegħek.
Fig. 1: Dijagramma skematika ta 'sistema ta' pproċessar ta 'materjal tal-lejżer komuni, li fiha 10 parametri ewlenin tas-sistema tal-lejżer huma rappreżentati b'numri korrispondenti
NO.1 Wavelength: Il-wavelength tal-lejżer huwa parametru fundamentali li jiddeskrivi l-frekwenza spazjali tal-mewġ tad-dawl emess. Lejżers ta 'wavelengths differenti għandhom rwoli f'applikazzjonijiet differenti. Fl-ipproċessar tal-materjal, materjali differenti għandhom karatteristiċi ta 'assorbiment differenti għal wavelengths differenti, għalhekk l-interazzjoni mal-materjal hija wkoll differenti. Lejżers ta 'wavelength iqsar u ottiċi tal-lejżer għandhom vantaġġi fil-ħolqien ta' karatteristiċi żgħar u preċiżi, b'inqas tisħin periferali. Madankollu, dawn l-apparati huma ġeneralment aktar għaljin u aktar fraġli meta mqabbla ma 'lejżers b'wavelengths itwal.
NO.2 Qawwa: Il-qawwa tal-lejżer normalment titkejjel f'watts (W), użata biex tiddeskrivi l-output tal-qawwa ottika tal-lejżers tal-mewġ kontinwu (CW), jew il-qawwa medja tal-lejżers pulsati. Il-karatteristika tal-lasers pulsati hija li l-enerġija tal-polz tagħhom hija direttament proporzjonali għall-qawwa medja u inversament proporzjonali għar-rata ta 'ripetizzjoni. L-unità tal-enerġija hija joules (J). Għalhekk, l-enerġija tal-polz tista 'tiġi kkalkulata billi tiddividi l-qawwa medja bir-rata ta' ripetizzjoni.
Fig 2: rappreżentazzjoni viżwali tar-relazzjoni bejn l-enerġija tal-polz, ir-rata ta 'ripetizzjoni, u l-qawwa medja tal-lejżers b'impulsi ta' qawwa ogħla u lejżers tal-enerġija huma ġeneralment aktar għaljin u jiġġeneraw aktar sħana mormija. Hekk kif tiżdied il-qawwa u l-enerġija, isir aktar u aktar diffiċli li tinżamm il-kwalità għolja tar-raġġ.
NO.3 Tul tal-Impuls:It-tul tal-polz jew il-wisa 'tal-polz ta' lejżer huwa normalment definit bħala l-ħin li jieħu biex il-laser jilħaq nofs (FWHM) tal-qawwa ottika massima tiegħu. Lejżers ultraveloċi huma kkaratterizzati minn impulsi qosra, li jvarjaw minn pikosekondi (10-12 sekondi) sa attosekondi (10-18 sekondi).
Fig 3: L-Intervall tal-Impuls ta 'lejżer pulsat huwa r-reċiproku tar-rata ta' ripetizzjoni
NO.4 Rata ta' Ripetizzjoni:Ir-rata ta 'ripetizzjoni ta' lejżer pulsat tiddeskrivi n-numru ta 'impulsi emessi kull sekonda, li huwa r-reċiproku tal-intervall ta' ħin bejn il-impulsi. Kuntrarjament għal dak li ssemma qabel, ir-rata ta 'ripetizzjoni hija inversament proporzjonali għall-enerġija tal-polz u direttament proporzjonali għall-qawwa medja. Rata ta 'ripetizzjoni ogħla tfisser li l-ħin ta' rilassament termali tal-wiċċ tal-element ottiku tal-lejżer u l-post iffokat finali huwa iqsar, għalhekk ir-rata tat-tisħin tal-materjal hija aktar mgħaġġla.
NO.5 Tul tal-Koerenza:Lejżers għandhom koerenza, li jfisser li hemm relazzjoni fissa bejn il-valuri tal-fażi tal-kamp elettriku f'ħinijiet jew pożizzjonijiet differenti. Din il-karatteristika tirriżulta mill-fatt li l-lejżers huma prodotti minn emissjoni stimulata, li hija differenti mill-biċċa l-kbira tat-tipi l-oħra ta 'sorsi tad-dawl. Għalkemm il-koerenza tal-laser se tiddgħajjef gradwalment matul il-propagazzjoni, it-tul tal-koerenza tal-lejżer jiddefinixxi d-distanza li fiha l-koerenza tal-ħin tagħha tibqa 'f'ċertu livell.
NO.6 Polarizzazzjoni:Il-polarizzazzjoni tiddefinixxi d-direzzjoni tal-kamp elettriku tal-mewġ tad-dawl, li huwa dejjem perpendikolari għad-direzzjoni tal-propagazzjoni. F'ħafna każijiet, il-lejżer huwa polarizzat b'mod lineari, jiġifieri, il-kamp elettriku emess dejjem jipponta fl-istess direzzjoni. B'kuntrast, dawl mhux polarizzat se jipproduċi kampi elettriċi li jindikaw f'ħafna direzzjonijiet differenti. Il-polarizzazzjoni normalment tiġi espressa bħala l-proporzjon tal-qawwa tad-dawl bejn żewġ stati ta 'polarizzazzjoni ortogonali, bħal 100:1 jew 500:1.
NO.7 Dijametru tar-raġġ: Id-dijametru tar-raġġ tal-lejżer jiddeskrivi l-estensjoni laterali tar-raġġ, jiġifieri, id-daqs fiżiku perpendikolari għad-direzzjoni tal-propagazzjoni. Normalment, id-dijametru tar-raġġ huwa definit fil-wisa '1/e², jiġifieri, il-punt fejn l-intensità tar-raġġ tilħaq 1/e² (madwar 13.5%) tal-valur massimu. F'dan il-punt, is-saħħa tal-kamp elettriku tinżel għal 1/e (madwar 37%) tal-valur massimu. Iktar ma jkun kbir id-dijametru tar-raġġ, iktar ikunu kbar il-komponenti ottiċi u s-sistema kollha meħtieġa biex tevita l-qtugħ tar-raġġ, li jirriżulta fi spejjeż miżjuda. Madankollu, it-tnaqqis tad-dijametru tar-raġġ se jżid id-densità tal-qawwa/enerġija, li se ġġib ukoll effetti negattivi.
NO.8 Enerġija jew Densità ta 'Enerġija: Id-densità tal-qawwa jew tal-enerġija tirreferi għall-qawwa tar-raġġ jew l-enerġija għal kull unità ta 'żona. Id-dijametru tar-raġġ huwa relatat mill-qrib mad-densità tal-qawwa/enerġija. Meta l-qawwa jew l-enerġija tar-raġġ tibqa 'kostanti, iktar ma jkun kbir id-dijametru tar-raġġ, iżgħar tkun id-densità tal-qawwa/enerġija. B'mod ġenerali, lejżers b'densità għolja ta 'qawwa/enerġija huma l-output finali ideali tas-sistema, bħal f'applikazzjonijiet ta' qtugħ bil-lejżer jew iwweldjar bil-lejżer. Madankollu, lejżers b'densità ta 'enerġija/enerġija baxxa huma ta' benefiċċju għas-sistema internament, jistgħu jnaqqsu l-ħsara kkawżata mill-lejżers, u jipprevjenu ż-żona ta 'qawwa għolja/densità ta' enerġija għolja tar-raġġ milli jonizza l-arja.
NO.9 Profil tar-raġġ: Il-profil tar-raġġ jiddeskrivi l-intensità tad-distribuzzjoni tar-raġġ fuq is-sezzjoni trasversali. Il-profili tar-raġġ komuni jinkludu travi Gaussian u travi ta 'fuq ċatt, u l-profili tar-raġġ tagħhom isegwu funzjonijiet Gauss u ta' fuq ċatt, rispettivament. Madankollu, minħabba li dejjem hemm ċertu numru ta 'hot spots jew oxxillazzjonijiet ġewwa l-lejżer, l-ebda laser ma jista' jipproduċi raġġ Gaussian perfett jew raġġ ta 'fuq ċatt perfett li jaqbel perfettament mal-profil tar-raġġ ideali. Id-differenza bejn il-profil tar-raġġ attwali tal-lejżer u l-profil tar-raġġ ideali hija ġeneralment deskritta minn indikaturi ta 'kejl multipli (inkluż il-fattur M² tal-lejżer).
NO.10 Diverġenza:Għalkemm in-nies normalment jaħsbu li r-raġġ tal-lejżer huwa dawl kollimat, fil-fatt, ir-raġġ tal-lejżer dejjem ikollu ċertu grad ta 'diverġenza. Id-diverġenza tiddeskrivi l-grad ta 'diffużjoni tar-raġġ relattiv għall-qadd tar-raġġ wara propagazzjoni fuq distanza twila minħabba diffrazzjoni. F'applikazzjonijiet b'distanzi twal ta 'ħidma, bħal sistemi tar-radar tal-lejżer, fejn il-mira u s-sistema tal-lejżer jistgħu jkunu mijiet ta' metri 'l bogħod minn xulxin, id-diverġenza ssir kwistjoni partikolarment importanti. Id-diverġenza tar-raġġ hija ġeneralment definita min-nofs angolu tal-lejżer, u l-angolu tad-diverġenza (θ) tar-raġġ Gaussian huwa definit bħala λ huwa l-wavelength tal-lejżer, u w0 huwa l-qadd tar-raġġ tal-lejżer.
NO.11 Daqs tal-Pot: Id-daqs tal-post jiddeskrivi d-dijametru tal-post tar-raġġ tal-lejżer iffukat, li jinsab fil-fokus tas-sistema tal-lenti li tiffoka. F'ħafna applikazzjonijiet, bħall-ipproċessar tal-materjal u l-kirurġija medika, l-għan tagħna huwa li nimminimizzaw id-daqs tal-post. Dan jista' jimmassimizza d-densità tal-qawwa u joħloq karatteristiċi partikolarment fini. Lentijiet asferiċi ħafna drabi jintużaw biex jissostitwixxu lentijiet sferiċi tradizzjonali biex inaqqsu l-aberrazzjonijiet sferiċi u jnaqqsu d-daqs tal-post. F'xi tipi ta 'sistemi tal-lejżer, il-lejżer mhux eventwalment se jiffoka l-lejżer f'post, għalhekk f'dan il-każ, dan il-parametru ma japplikax.
Fig 5: Esperimenti ta 'mikromachining bil-lejżer fl-Istitut Taljan tat-Teknoloġija juru li l-effiċjenza tal-ablazzjoni ta' sistema ta 'tħaffir bil-lejżer nanosekondi tiżdied b'għaxar darbiet meta d-daqs tal-post jitnaqqas minn 220 mikron għal 9 mikroni f'fluss kostanti.
