Gen yon pakèt sistèm lazè jeneral pou aplikasyon pou divès kalite tankou pwosesis materyèl, operasyon lazè, ak deteksyon remote, men anpil sistèm lazè pataje paramèt kle komen. Etabli tèminoloji komen pou paramèt sa yo anpeche malantandi, ak konpreyansyon yo pèmèt pou spesifikasyon apwopriye nan sistèm lazè ak konpozan satisfè kondisyon aplikasyon yo.
Paramèt debaz yo
Paramèt debaz sa yo se konsèp ki pi fondamantal nan yon sistèm lazè epi yo esansyèl pou konprann pwen ki pi avanse yo.
1: Longèdonn (inite tipik: nm a µm)
Longèdonn yon lazè dekri frekans espasyal vag limyè ki emèt la. Longèdonn pi bon pou yon ka itilize yo depann anpil de aplikasyon an. Nan pwosesis materyèl, materyèl diferan gen pwopriyete absòpsyon inik ki depann sou longèdonn ki lakòz diferan entèraksyon ak materyèl la. Menm jan an tou, nan deteksyon aleka, absòpsyon atmosferik ak entèferans ka afekte sèten longèdonn yon fason diferan, ak nan aplikasyon lazè medikal, konplèks divès kalite ka absòbe sèten longèdonn yon fason diferan. Lazè longèdonn ki pi kout ak optik lazè ede kreye ti karakteristik presi ak chofaj periferik minimòm paske plas fokal la pi piti. Sepandan, yo anjeneral pi chè ak pi fasil domaje pase lazè longèdonn ki pi long.
2: Pouvwa ak Enèji (inite tipik: W oswa J)
Pouvwa yon lazè mezire nan wat (W) epi yo itilize pou dekri pwodiksyon pouvwa optik ki soti nan yon lazè vag kontinyèl (CW) oswa pouvwa mwayèn yon lazè enpulsyonèl. Lazè enpulsyonèl yo karakterize tou pa enèji batman kè yo, ki se pwopòsyonèl ak pouvwa an mwayèn ak envès pwopòsyonèl ak pousantaj repetisyon lazè a (Figi 2). Enèji a mezire an joul (J).
Pi wo pouvwa ak enèji lazè yo anjeneral pi chè epi yo pwodui plis chalè fatra. Kenbe bon jan kalite gwo bout bwa vin pi difisil tou ak ogmante pouvwa ak enèji.
3: Dire batman kè (inite tipik: fs a ms)
Se dire lazè batman kè oswa lajè batman kè anjeneral defini kòm lajè a plen nan mwatye maksimòm (FWHM) nan pouvwa a limyè lazè kont tan (Figi 3). Lazè ultrarapid ofri anpil avantaj nan yon seri aplikasyon ki gen ladan pwosesis materyèl presizyon ak lazè medikal, epi yo karakterize pa dire batman kout nan apeprè pikosgond (10-12 segonn) a attoseconds (10-18 segonn).
4: To repetisyon (inite tipik: Hz a MHz)
Pousantaj repetisyon oswa frekans repetisyon batman kè yon lazè enpulsyonèl dekri kantite pulsasyon ki emèt pou chak segonn oswa entèval batman kè tan inverse (Figi 3). Kòm mansyone pi bonè, pousantaj repetisyon an se envès pwopòsyonèl ak enèji batman kè a ak dirèkteman pwopòsyonèl ak pouvwa an mwayèn. Pandan ke pousantaj repetisyon an anjeneral depann sou mwayen an genyen lazè, li ka varye nan anpil ka. Pi gwo pousantaj repetisyon rezilta nan pi kout tan detant tèmik nan sifas optik lazè a ak nan konsantre final la, ki mennen nan pi vit chofaj materyèl.
5: Koerans longè (inite tipik: milimèt pou mèt)
Lazè yo aderan, ki vle di ke gen yon relasyon fiks ant valè yo faz nan jaden elektrik la nan diferan moman oswa kote. Sa a se paske, kontrèman ak pifò lòt kalite sous limyè, lazè yo pwodui pa emisyon eksite. Koerans diminye pandan tout pwosesis transmisyon an, ak longè koerans lazè a detèmine distans ki koerans tanporèl lazè a rete nan yon sèten kalite.
6: Polarizasyon
Polarizasyon detèmine direksyon jaden elektrik yon vag limyè, ki toujou pèpandikilè ak direksyon pwopagasyon. Nan pifò ka yo, lazè a pral lineyè polarize, sa vle di ke jaden elektrik ki emèt la toujou pwen nan menm direksyon an. Limyè ki pa polarize pral gen yon jaden elektrik ki pwen nan plizyè direksyon diferan. Polarizasyon anjeneral eksprime kòm rapò longè fokal limyè nan de eta polarize orthogonal, pou egzanp 100:1 oswa 500:1.
Paramèt gwo bout bwa
Paramèt sa yo karakterize fòm ak kalite yon reyon lazè.
7: Dyamèt gwo bout bwa (inite tipik: mm a cm)
Dyamèt gwo bout bwa nan yon lazè karakterize ekstansyon lateral gwo bout bwa a, oswa dimansyon fizik pèpandikilè a direksyon pwopagasyon. Li se anjeneral defini kòm lajè a 1/e2, sa vle di lajè a reyalize pa entansite gwo bout bwa a nan 1/e2 (≈13.5%). Nan pwen 1/e2, fòs jaden elektrik la desann nan 1/e (≈37%). Pi gwo dyamèt gwo bout bwa a, pi gwo optik la ak tout sistèm nan bezwen yo dwe nan lòd pou fè pou evite tronke gwo bout bwa, ki ogmante pri a. Sepandan, yon diminisyon nan dyamèt gwo bout bwa ogmante dansite pouvwa / enèji, ki se tou prejidis.
8: Pouvwa oswa Dansite Enèji (inite tipik: W/cm2 a MW/cm2 oswa µJ/cm2 a J/cm2)
Dyamèt gwo bout bwa a gen rapò ak dansite pouvwa / enèji nan gwo bout bwa lazè a oswa pouvwa optik / enèji pou chak zòn inite. Pi gwo dyamèt gwo bout bwa a, pi ba dansite pouvwa/enèji konstan pouvwa a oswa gwo bout bwa enèji konstan. Nan pwodiksyon final la nan sistèm nan (egzanp, nan koupe lazè oswa soude), yon gwo pouvwa / dansite enèji anjeneral obligatwa, men nan sistèm nan, yon konsantrasyon pouvwa ki ba / enèji anjeneral benefisye nan anpeche domaj lazè-induit. Sa a tou anpeche ionizasyon lè nan rejyon an gwo pouvwa / dansite enèji nan gwo bout bwa a. Pou rezon sa yo, pami lòt moun, ekspansyon reyon lazè yo souvan itilize pou ogmante dyamèt la e konsa diminye dansite pouvwa / enèji andedan sistèm lazè a. Sepandan, yo dwe pran prekosyon pou pa pwolonje gwo bout bwa a tèlman gwo ke gwo bout bwa a kache nan ouvèti a nan sistèm nan, sa ki lakòz enèji gaspiye ak domaj potansyèl.
9: Pwofil gwo bout bwa
Pwofil gwo bout bwa yon lazè dekri entansite distribiye nan koup transvèsal gwo bout bwa a. Pwofil gwo bout bwa komen yo enkli travès Gaussian ak plat-tèt, ki swiv fonksyon Gaussian ak plat-tèt, respektivman (Figi 4). Sepandan, depi toujou gen yon sèten kantite tach cho oswa fluctuations andedan lazè a, pa gen okenn lazè ka pwodwi yon gwo bout bwa konplètman Gaussian oswa konplètman plat-antè ki egzakteman konfòme ak fonksyon pwòp li yo. Diferans ki genyen ant pwofil travès aktyèl la nan yon lazè ak pwofil travès ideyal la anjeneral dekri pa yon metrik ki gen faktè M2 nan lazè a.
10: Divèjans (inite tipik: mrad)
Malgre ke travès lazè yo jeneralman konsidere kolimate, yo toujou gen yon sèten kantite divergence, ki dekri nan ki pwen gwo bout bwa a diverges nan ogmante distans soti nan ren gwo bout bwa lazè akòz diffraction. Nan aplikasyon ki gen distans fonksyònman long, tankou sistèm LIDAR, kote objè yo ka dè santèn de mèt soti nan sistèm lazè a, divergence vin tounen yon pwoblèm patikilyèman enpòtan. Divèjans gwo bout bwa anjeneral defini an tèm de ang mwatye nan lazè a, epi divergence a (θ) nan yon gwo bout bwa Gaussian defini kòm.
λ se longèdonn lazè a epi w0 se ren lazè a.
Paramèt final sistèm yo
Paramèt final sa yo dekri pèfòmans sistèm lazè a nan pwodiksyon an.
11: Gwosè Tach (inite tipik: µm)
Gwosè tach yon reyon lazè konsantre dekri dyamèt gwo bout bwa a nan pwen fokal nan sistèm lantiy konsantre. Nan anpil aplikasyon, tankou pwosesis materyèl ak operasyon medikal, objektif la se pou misyon pou minimize gwosè tach la. Sa a maksimize dansite pouvwa ak pèmèt kreyasyon an nan karakteristik eksepsyonèlman amann (Figi 5). Lantiy asferik yo souvan itilize nan plas lantiy esferik konvansyonèl pou minimize aberasyon esferik epi pwodui pi piti gwosè plas fokal. Gen kèk kalite sistèm lazè pa finalman konsantre lazè a sou plas la, nan ka sa a paramèt sa a pa aplikab.
12: Distans k ap travay (inite tipik: µm a m)
Distans k ap travay nan yon sistèm lazè jeneralman defini kòm distans fizik la soti nan eleman final la optik (anjeneral yon lantiy konsantre) nan objè a oswa sifas sou ki lazè a konsantre. Gen kèk aplikasyon, tankou lazè medikal, souvan chèche pou misyon pou minimize distans k ap travay la, pandan ke lòt aplikasyon, tankou deteksyon aleka, souvan vize maksimize ranje distans k ap travay yo.
