第1頁(yè)共9頁(yè)激光系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)目錄1.激光設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域 1??基本參數(shù) 2 2 2????脈沖持續(xù)時(shí)間(典型單位：fs到ms) 3 4????相干長(zhǎng)度(典型單位：毫米到米) 4????偏振 4 5????功率或能量密度(典型單位：W/cm2至MW/cm2或μl/cm2至J/cm2) 5????光束輪廓 5 6??光斑尺寸(典型單位：μm) 6 73.激光的三個(gè)重要參數(shù) 7 7 8 94.參數(shù)對(duì)激光設(shè)備應(yīng)用的影響 91.激光設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域激光設(shè)備具有許多優(yōu)點(diǎn)，如高效、快速、精準(zhǔn)等，在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。下面列舉其中幾個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域：激光醫(yī)療、激光制造、激光通訊、激光測(cè)量、激光材料加工等。在材料加工、激光手術(shù)和遙感等各種應(yīng)用中，有廣泛的通用激光系統(tǒng)，但許多激光系統(tǒng)都有共同的關(guān)鍵參數(shù)。為這些參數(shù)建立通用術(shù)語(yǔ)可以防止溝通錯(cuò)誤，理解它們可以正確指定激光系統(tǒng)和組件，以滿足應(yīng)用需求。圖1常見激光材料處理系統(tǒng)的示意圖，其中激光系統(tǒng)的10個(gè)關(guān)鍵參數(shù)中的每基本參數(shù)激光器的波長(zhǎng)描述了發(fā)射光波的空間頻率。給定用于應(yīng)用。不同的材料在材料加工中會(huì)具有獨(dú)材料的相互作用不同。類似地，大氣吸收和干擾在遙感中會(huì)對(duì)某些波長(zhǎng)產(chǎn)生不確的特征，因?yàn)榻拱吒?。然而，它們通常比更長(zhǎng)波激光器的功率以瓦特(W)為單位測(cè)量，用于描述連續(xù)波(CW)激光器的光功率輸出或脈沖激光器的平均功率。脈沖激光器的特第3頁(yè)共9頁(yè)圖2脈沖激光的脈沖能量、重復(fù)率和平均功率之間關(guān)系的可視化表示更高功率和能量的激光器通常更昂貴，并且它們產(chǎn)生更多的廢熱。隨著功率和能量的增加，保持高光束質(zhì)量也變得越來(lái)越困難。激光脈沖持續(xù)時(shí)間或脈沖寬度通常定義為激光光功率與時(shí)間的半峰全寬(FWHM)(圖3)。超快激光器在包括精確材料加工和醫(yī)用激光器在內(nèi)的一系列應(yīng)用中具有許多優(yōu)點(diǎn)，其特征是脈沖持續(xù)時(shí)間短，約為皮秒(10-12秒)至阿秒(10-18第4頁(yè)共9頁(yè)公眾號(hào)Time(s)脈沖激光的重復(fù)率或脈沖重復(fù)頻率描述了每沖間隔(圖3)。如前所述，重復(fù)率與脈沖能量成反比重復(fù)率通常取決于激光增益介質(zhì)，但在許多情況下激光是相干的，這意味著不同時(shí)間或位置的電場(chǎng)相在整個(gè)傳播過程中退化，激光的相干長(zhǎng)度定義了一段距激光將是線性偏振的，這意味著發(fā)射的電場(chǎng)始終指向同例如100:1或500:1。它通常定義為1/e2寬度，該寬度由光束強(qiáng)度達(dá)到1/e2(≈13.5%)。在1/e2點(diǎn)，光束直徑與激光束的功率/能量密度或單位面輸出(例如在激光切割或焊接中),高功率/能量密度通常是理想的，但在系統(tǒng)內(nèi)沒有一種激光器能夠產(chǎn)生光束輪廓與其特征坦的頂部光束，因?yàn)榧す馄鲀?nèi)部總是存在一定數(shù)量際光束輪廓和理想光束輪廓之間的差異通常通過包括激光器的m第6頁(yè)共9頁(yè)0光斑尺寸(典型單位：μm)用中，如材料加工和醫(yī)療手術(shù)，目標(biāo)是最大限度地減小斑點(diǎn)大小。這最大限度地提高了功率密度，并允許創(chuàng)建特別精細(xì)的功能(圖5)。通常使用非球面透鏡來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的球面透鏡，以減少球面像差并產(chǎn)生更小的焦斑尺寸。某些類型的激光系統(tǒng)最終不會(huì)將激光聚焦到光斑，在這種情況下，該參數(shù)不適用。圖5意大利理工學(xué)院的激光微加工實(shí)驗(yàn)顯示，當(dāng)在恒定流量下將光斑尺寸從220μm減小到9μm時(shí)，納秒激光鉆孔系統(tǒng)的燒蝕效率提高了10倍激光系統(tǒng)的工作距離通常定義為從最終光學(xué)元件(通常是聚焦透鏡)到激光聚焦的物體或表面的物理距離。某些應(yīng)用，如醫(yī)用激光器，通常尋求最小化工作距離，而其他應(yīng)用，如遙感，通常旨在最大化其工作距離范圍。3.激光的三個(gè)重要參數(shù)激光作為一種特殊的光源，具有獨(dú)特的性質(zhì)和應(yīng)用。了解激光的關(guān)鍵參數(shù)對(duì)于正確理解和應(yīng)用激光技術(shù)至關(guān)重要。其中激光有三個(gè)重要參數(shù)，即波長(zhǎng)、功率和脈沖寬度。激光的三個(gè)重要參數(shù)激光波長(zhǎng)可分為700nm到2000nm以上的紅外激光，405nm到690nm的可見光激光，400nm到10nm的紫外激光。2、可見光激光(400-700nm):包括紅、綠、藍(lán)等顏色，廣泛應(yīng)用于顯示、3、紫外激光(<400nm):具有較短的波長(zhǎng)，可用于光刻、光譜分析和生物激光的功率指的是光功率，是激光從激光器出光孔Hλ激光的線寬是指激光光源發(fā)射光譜的半高全寬，即達(dá)到峰值一半高度(有時(shí)也取1/e),所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)頻率中間的寬度，所以，不要誤以為是激光線的粗細(xì)，視覺應(yīng)用中，讀取的誤差越少。激光線寬通常以μm作為單位，激光線寬通常在十幾微米到幾百微米，數(shù)值越小效果越好。除此之外，激光還有很多其它屬性或者參數(shù)值得我們?nèi)タ紤]，如：激光脈沖寬度、激光模式、激光束質(zhì)量、激光發(fā)射角、激光光斑均勻性…等。4.參數(shù)對(duì)激光設(shè)備應(yīng)用的影響不同的參數(shù)可以對(duì)不同的應(yīng)用產(chǎn)生不同的影響。例如，在激光切割領(lǐng)域中，需要選擇高功率、短脈沖時(shí)間、高重復(fù)頻率的激光設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的切割；而在激光醫(yī)療領(lǐng)域中，則需要選擇適合人體的波長(zhǎng)、