레이저 시스템의 중요한 성능 특성화 매개변수

1. 파장(단위: nm~μm)

그만큼레이저 파장레이저가 전달하는 전자기파의 파장을 나타냅니다. 다른 유형의 조명과 비교하여 중요한 특징은원자 램프단색이라는 것은 파장이 매우 순수하고 잘 정의된 주파수가 하나만 있다는 것을 의미합니다.

레이저의 다른 파장 사이의 차이:

적색 레이저의 파장은 일반적으로 630nm-680nm 사이이고 방출되는 빛은 빨간색이며 가장 일반적인 레이저이기도 합니다(주로 의료용 공급광 분야 등에서 사용됨).

녹색 레이저의 파장은 일반적으로 약 532nm입니다(주로 레이저 거리 측정 등의 분야에서 사용됨).

블루 레이저 파장은 일반적으로 400nm-500nm 사이입니다(주로 레이저 수술에 사용됨).

350nm-400nm 사이의 UV 레이저(주로 생물의학에 사용됨);

적외선 레이저는 파장 범위와 응용 분야에 따라 가장 특별하며, 적외선 레이저 파장은 일반적으로 700nm-1mm 범위에 있습니다. 적외선 대역은 근적외선(NIR), 중적외선(MIR), 원적외선(FIR)의 세 가지 하위 대역으로 더 나눌 수 있습니다. 근적외선 파장 범위는 약 750nm-1400nm이며 광섬유 통신, 생체 의학 영상 및 적외선 야간 투시 장비에 널리 사용됩니다.

2. 전력 및 에너지(단위: W 또는 J)

레이저 파워연속파(CW) 레이저의 광 출력 또는 펄스 레이저의 평균 출력을 설명하는 데 사용됩니다. 또한, 펄스 레이저는 펄스 에너지가 평균 출력에 비례하고 펄스의 반복률에 반비례한다는 특징이 있으며, 출력과 에너지가 높은 레이저는 일반적으로 더 많은 폐열을 생성합니다.

대부분의 레이저 빔은 가우스 빔 프로파일을 가지므로 레이저의 광축에서 방사조도와 광속이 가장 높고 광축으로부터의 편차가 증가할수록 감소합니다. 다른 레이저는 가우시안 빔과 달리 레이저 빔 단면에 걸쳐 일정한 방사 조도 프로파일을 갖고 강도가 급격히 감소하는 평평한 상단의 빔 프로파일을 가지고 있습니다. 따라서 플랫탑 레이저에는 최대 방사조도가 없습니다. 가우시안 빔의 피크 전력은 동일한 평균 전력을 갖는 평평한 상단 빔의 두 배입니다.

3. 펄스 지속 시간(단위: fs ~ ms)

레이저 펄스 지속 시간(예: 펄스 폭)은 레이저가 최대 광 출력(FWHM)의 절반에 도달하는 데 걸리는 시간입니다.

 

4. 반복률(단위:Hz~MHz)

의 반복률펄스 레이저(즉, 펄스 반복률)은 초당 방출되는 펄스 수, 즉 시간 순서 펄스 간격의 역수를 나타냅니다. 반복률은 펄스 에너지에 반비례하고 평균 전력에 비례합니다. 반복률은 일반적으로 레이저 이득 매체에 따라 다르지만 많은 경우 반복률이 변경될 수 있습니다. 반복률이 높을수록 레이저 광학 요소의 표면과 최종 초점에 대한 열 완화 시간이 짧아지고 결과적으로 재료가 더 빨리 가열됩니다.

5. 발산(일반적인 단위: mrad)

레이저 빔은 일반적으로 시준하는 것으로 간주되지만 항상 특정 양의 발산을 포함합니다. 이는 회절로 인해 레이저 빔의 허리에서 멀어질수록 빔이 발산되는 정도를 나타냅니다. 물체가 레이저 시스템에서 수백 미터 떨어져 있을 수 있는 LiDAR 시스템과 같이 작동 거리가 긴 응용 분야에서는 발산이 특히 중요한 문제가 됩니다.

6. 스폿 크기(단위: μm)

초점이 맞춰진 레이저 빔의 스폿 크기는 초점 렌즈 시스템의 초점에서의 빔 직경을 나타냅니다. 재료 가공 및 의료 수술과 같은 많은 응용 분야에서 목표는 스폿 크기를 최소화하는 것입니다. 이를 통해 전력 밀도가 최대화되고 특히 세밀한 기능을 생성할 수 있습니다. 비구면 렌즈는 구면 수차를 줄이고 더 작은 초점 크기를 생성하기 위해 기존 구면 렌즈 대신 사용되는 경우가 많습니다.

7. 작동 거리(단위: μm ~ m)

레이저 시스템의 작동 거리는 일반적으로 최종 광학 요소(일반적으로 초점 렌즈)에서 레이저가 초점을 맞추는 물체 또는 표면까지의 물리적 거리로 정의됩니다. 의료용 레이저와 같은 특정 응용 분야는 일반적으로 작동 거리를 최소화하는 것을 추구하는 반면, 원격 감지와 같은 다른 응용 분야는 일반적으로 작동 거리 범위를 최대화하는 것을 목표로 합니다.