기본 매개변수레이저 시스템
재료 가공, 레이저 수술, 원격 감지 등 다양한 응용 분야에서 레이저 시스템은 다양한 유형으로 존재하지만, 공통 핵심 매개변수를 공유하는 경우가 많습니다. 통일된 매개변수 용어 체계를 구축하면 표현의 혼란을 피하고 사용자가 레이저 시스템과 구성 요소를 더욱 정확하게 선택하고 구성하여 특정 시나리오의 요구를 충족할 수 있습니다.
기본 매개변수
파장(일반 단위: nm~μm)
파장은 우주에서 레이저가 방출하는 광파의 주파수 특성을 반영합니다. 다양한 응용 분야마다 파장에 대한 요구 사항이 다릅니다. 재료 가공에서는 특정 파장에 대한 재료의 흡수율이 다르며, 이는 가공 효과에 영향을 미칩니다. 원격 감지 응용 분야에서는 대기에 의한 파장의 흡수 및 간섭에 차이가 있습니다. 의료 분야에서는 피부색에 따라 레이저의 흡수도 파장에 따라 다릅니다. 초점이 작은 스팟 때문에 파장이 짧은 레이저와레이저 광학 장치작고 정밀한 형상을 제작하는 데 유리하며, 주변 열 발생이 매우 적습니다. 그러나 파장이 긴 레이저에 비해 일반적으로 가격이 더 비싸고 손상되기 쉽습니다.
2. 전력 및 에너지(일반 단위: W 또는 J)
레이저 출력은 일반적으로 와트(W)로 측정되며, 연속 레이저의 출력이나 펄스 레이저의 평균 출력을 측정하는 데 사용됩니다. 펄스 레이저의 경우, 단일 펄스의 에너지는 평균 출력에 정비례하고 반복 주파수에 반비례하며, 단위는 줄(J)입니다. 출력이나 에너지가 높을수록 레이저 비용이 높아지고, 방열 요구 사항도 높아지며, 그에 따라 양호한 빔 품질을 유지하는 것도 어려워집니다.
펄스 에너지 = 평균 전력 반복률 펄스 에너지 = 평균 전력 반복률
3. 펄스 지속 시간(일반 단위: fs~ms)
레이저 펄스의 지속 시간은 펄스 폭이라고도 하며 일반적으로 펄스가 발생하는 데 걸리는 시간으로 정의됩니다.원자 램프최대 출력(FWHM)의 절반까지 상승할 수 있습니다(그림 1). 초고속 레이저의 펄스 폭은 매우 짧아 일반적으로 피코초(10⁻¹²초)에서 아토초(10⁻¹⁸초)까지 다양합니다.
4. 반복률(일반 단위 : Hz ~ MHZ)
반복률펄스 레이저(즉, 펄스 반복 주파수)는 초당 방출되는 펄스 수, 즉 타이밍 펄스 간격의 역수를 나타냅니다(그림 1). 앞서 언급했듯이 반복률은 펄스 에너지에 반비례하고 평균 전력에 정비례합니다. 반복률은 일반적으로 레이저 이득 매질에 따라 달라지지만, 많은 경우 달라질 수 있습니다. 반복률이 높을수록 레이저 광학 소자 표면과 최종 초점 지점의 열 완화 시간이 짧아져 재료가 더 빨리 가열될 수 있습니다.
5. 코히어런스 길이(일반 단위: mm ~ cm)
레이저는 결맞음(coherence)을 갖는데, 이는 서로 다른 시간이나 위치에서 전기장의 위상 값 사이에 고정된 관계가 있음을 의미합니다. 이는 레이저가 대부분의 다른 유형의 광원과는 달리 유도 방출(stimulated emission)에 의해 생성되기 때문입니다. 전체 전파 과정에서 결맞음은 점차 약해지며, 레이저의 결맞음 길이는 시간적 결맞음이 특정 질량을 유지하는 거리를 정의합니다.
6. 편광
편광은 빛 파동의 전기장 방향을 정의하며, 항상 전파 방향과 수직입니다. 대부분의 경우 레이저는 선형 편광되어 방출되는 전기장이 항상 같은 방향을 향합니다. 편광되지 않은 빛은 여러 방향으로 향하는 전기장을 생성합니다. 편광도는 일반적으로 100:1 또는 500:1과 같이 두 직교하는 편광 상태의 광 출력 비율로 표현됩니다.
게시 시간: 2025년 9월 2일