Muaj ntau hom kev siv tshuab laser dav dav rau ntau yam kev siv xws li kev ua cov ntaub ntawv, kev phais laser, thiab kev paub txog tej thaj chaw deb, tab sis ntau lub tshuab laser sib faib cov ntsiab lus tseem ceeb. Tsim kom muaj cov ntsiab lus dav dav rau cov kev txwv no tiv thaiv kev tsis nkag siab, thiab kev nkag siab lawv tso cai rau cov kev qhia tshwj xeeb ntawm cov tshuab laser thiab cov khoom siv kom tau raws li cov ntawv thov.
Basic Parameters
Cov nram qab no cov ntsiab lus tseem ceeb yog cov ntsiab lus tseem ceeb tshaj plaws ntawm lub tshuab laser thiab yog qhov tseem ceeb rau kev nkag siab cov ntsiab lus siab dua.
1: Wavelength (cov units: nm txog µm)
Lub wavelength ntawm ib lub laser piav txog qhov spatial zaus ntawm lub teeb emission yoj. Qhov zoo tshaj plaws wavelength rau cov ntaub ntawv siv tau zoo nyob ntawm daim ntawv thov. Hauv kev ua cov ntaub ntawv, cov ntaub ntawv sib txawv muaj qhov tshwj xeeb wavelength-dependent absorption zog uas ua rau muaj kev sib txawv ntawm cov khoom siv. Ib yam li ntawd, nyob rau hauv tej thaj chaw deb sensing, atmospheric absorption thiab cuam tshuam yuav cuam tshuam rau tej wavelengths txawv, thiab nyob rau hauv kev kho mob laser daim ntaub ntawv, ntau complexes yuav nqus tau tej wavelengths txawv. Luv luv wavelength lasers thiab laser optics pab tsim me me, meej nta nrog tsawg cua sov peripheral vim tias qhov chaw focal me dua. Txawm li cas los xij, lawv feem ntau kim dua thiab yooj yim dua puas dua qhov ntev wavelength lasers.
2: Fais fab thiab Zog (ib txwm units: W lossis J)
Lub zog ntawm lub laser yog ntsuas nyob rau hauv watts (W) thiab yog siv los piav txog lub hwj chim kho qhov muag tso zis los ntawm ib tug nruam nthwv dej (CW) laser los yog nruab nrab lub zog ntawm ib tug mem tes laser. Pulsed lasers kuj yog tus cwj pwm los ntawm lawv lub zog pulse, uas yog proportional rau nruab nrab lub zog thiab inversely proportional rau repetition tus nqi ntawm lub laser (Daim duab 2). Lub zog yog ntsuas hauv joules (J).
Lub zog siab dua thiab lub zog lasers feem ntau kim dua thiab lawv tsim cov khib nyiab ntau dua. Kev tuav cov kab hluav taws xob zoo kuj tseem nyuaj dua nrog kev nce lub zog thiab lub zog.
3: Pulse Duration (cov units: fs rau ms)
Laser pulse ntev los yog mem tes dav feem ntau txhais tau tias yog tag nrho qhov dav ntawm ib nrab-qhov siab tshaj plaws (FWHM) ntawm lub teeb laser lub zog piv rau lub sijhawm (Daim duab 3). Ultrafast lasers muaj ntau yam zoo nyob rau hauv ntau yam kev siv xws li precision cov ntaub ntawv ua thiab kho mob lasers, thiab yog yus muaj los ntawm luv luv mem tes ntev li ntawm picoseconds (10-12 vib nas this) rau attoseconds (10-18 vib nas this).
4: Rov ua dua tus nqi (ib txwm units: Hz rau MHz)
Tus nqi rov qab los yog mem tes rov ua zaus ntawm lub tshuab hluav taws xob mem tes piav qhia tus naj npawb ntawm cov pulses tawm ib ob lossis lub sijhawm rov qab lub sijhawm pulse (Daim duab 3). Raws li tau hais ua ntej, tus nqi rov qab yog qhov sib npaug ntawm lub zog mem tes thiab ncaj qha proportional rau nruab nrab lub zog. Thaum tus nqi rov ua dua feem ntau yog nyob ntawm laser nce nruab nrab, nws tuaj yeem sib txawv hauv ntau qhov xwm txheej. Kev rov ua dua siab dua ua rau lub sijhawm luv luv thermal so ntawm lub laser qhov chaw kho qhov muag thiab ntawm qhov kawg ua kom pom tseeb, ua rau cov khoom siv cua sov sai dua.
5: Coherence ntev (ib txwm units: millimeters rau meters)
Lasers yog coherent, uas txhais tau hais tias muaj kev sib raug zoo ntawm cov theem ntawm cov hluav taws xob hluav taws xob ntawm lub sijhawm sib txawv lossis qhov chaw. Qhov no yog vim hais tias, tsis zoo li feem ntau ntawm lwm hom teeb pom kev zoo, lasers yog tsim los ntawm kev zoo siab emission. Coherence txo qis thoob plaws hauv txoj kev sib kis, thiab qhov ntev ntawm lub laser txiav txim siab qhov kev ncua deb ntawm lub sijhawm ntawm lub laser tseem nyob ntawm qhov zoo.
6: Polarization
Polarization txiav txim siab cov kev taw qhia ntawm hluav taws xob teb ntawm lub teeb yoj, uas yog ib txwm perpendicular rau cov kev taw qhia ntawm propagation. Feem ntau, lub laser yuav yog linearly polarized, txhais tau hais tias lub emission hluav taws xob teb ib txwm taw tes nyob rau hauv tib txoj kev. Unpolarized lub teeb yuav muaj hluav taws xob teb uas taw tes rau ntau qhov sib txawv. Polarization feem ntau yog qhia raws li qhov piv ntawm focal ntev ntawm lub teeb nyob rau hauv ob lub orthogonally polarized xeev, piv txwv li 100: 1 los yog 500: 1.
Beam Parameters
Cov kev ntsuas hauv qab no qhia cov duab thiab qhov zoo ntawm lub teeb laser.
7: Beam txoj kab uas hla (ib txwm units: mm mus rau cm)
Lub beam txoj kab uas hla ntawm ib tug laser characterizes lub lateral extension ntawm lub beam, los yog lub cev dimension perpendicular rau cov kev taw qhia ntawm propagation. Nws feem ntau txhais tau tias yog qhov dav 1/e2, piv txwv li qhov dav ua tiav los ntawm kev siv lub teeb ntawm 1/e2 (≈13.5%). Ntawm 1 / e2 taw tes, lub zog hluav taws xob poob mus rau 1 / e (≈37%). Qhov loj ntawm txoj kab nruab nrab, qhov loj ntawm optics thiab tag nrho cov kab ke yuav tsum tau nyob rau hauv thiaj li yuav zam beam truncation, uas ua rau kom tus nqi. Txawm li cas los xij, qhov txo qis hauv kab kab teeb ua rau lub zog / lub zog ntom ntom, uas tseem ua rau muaj kev puas tsuaj.
8: Fais fab lossis Zog Ceev (cov units: W / cm2 rau MW / cm2 lossis µJ / cm2 txog J / cm2)
Txoj kab uas hla ntawm kab ntsig cuam tshuam rau lub zog / lub zog ntom ntom ntawm lub laser beam lossis lub zog kho qhov muag / lub zog ntawm ib cheeb tsam. Qhov loj ntawm txoj kab nruab nrab, qhov qis dua lub zog / lub zog ntom ntom ntawm lub zog tsis tu ncua lossis lub zog tsis tu ncua. Thaum kawg cov zis ntawm lub system (xws li, nyob rau hauv laser txiav los yog vuam), ib tug siab zog / zog ceev yog feem ntau yuav tsum tau, tab sis nyob rau hauv lub system, ib tug tsawg zog / zog concentration yog feem ntau muaj txiaj ntsim los tiv thaiv laser-induced puas tsuaj. Qhov no tseem tiv thaiv huab cua ionization hauv thaj chaw siab zog / lub zog ntom ntom ntawm cov nqaj. Rau cov laj thawj no, ntawm lwm tus, laser beam expanders feem ntau yog siv los ua kom txoj kab uas hla thiab yog li txo lub zog / lub zog ceev hauv lub laser. Txawm li cas los xij, kev saib xyuas yuav tsum tau ua kom tsis txhob ncua lub nqaj loj kom lub nqaj yog obscured los ntawm lub aperture ntawm lub system, uas ua rau nkim zog thiab tej zaum yuav puas.
9: Beam Profile
Lub beam profile ntawm ib lub laser piav qhia qhov kev siv zog ntawm cov nqaj hla ntu. Cov kab hluav taws xob feem ntau suav nrog Gaussian thiab cov kab ncaj nraim, uas ua raws Gaussian thiab tiaj tus ua haujlwm, raws li (Daim duab 4). Txawm li cas los xij, txij li ib txwm muaj qee qhov chaw kub lossis qhov hloov pauv hauv lub laser, tsis muaj laser tuaj yeem tsim tau lub Gaussian tag nrho lossis tag nrho cov kab ncaj nraim uas ua raws nraim li nws cov eigenfunction. Qhov sib txawv ntawm qhov tseeb beam profile ntawm lub laser thiab qhov zoo tshaj plaws beam profile feem ntau yog piav qhia los ntawm ib qho metric uas muaj M2 yam ntawm lub laser.
10: Divergence (cov chav tsev ib txwm: mrad)
Txawm hais tias cov kab teeb laser feem ntau suav hais tias yog sib tsoo, lawv ib txwm muaj qee qhov sib txawv, uas piav qhia txog qhov uas cov nqaj sib txawv ntawm qhov nce mus deb ntawm lub duav laser vim qhov sib txawv. Hauv kev siv nrog kev ua haujlwm ntev, xws li LIDAR systems, qhov twg cov khoom yuav yog ntau pua meters los ntawm laser system, kev sib txawv yog qhov teeb meem tshwj xeeb. Beam divergence feem ntau txhais tau hais tias nyob rau hauv cov nqe lus ntawm ib nrab lub kaum sab xis ntawm lub laser, thiab lub divergence (θ) ntawm ib tug Gaussian beam yog txhais raws li.
λ yog lub wavelength ntawm lub laser thiab w0 yog lub duav ntawm lub laser.
Qhov Kawg System Parameters
Cov kev ntsuas kawg no piav qhia txog kev ua haujlwm ntawm lub tshuab laser ntawm cov zis.
11: Spot Size (ib ntus: µm)
Qhov luaj li cas ntawm lub teeb tsom teeb laser piav qhia txog kab teeb kab ntawm lub focal point ntawm lub teeb tsom teeb pom kev zoo. Hauv ntau daim ntawv thov, xws li kev ua cov ntaub ntawv thiab kev kho mob phais, lub hom phiaj yog kom txo qhov chaw me me. Qhov no ua kom lub zog ceev ceev thiab tso cai rau kev tsim cov yam ntxwv tshwj xeeb zoo (Daim duab 5). Aspherical lo ntsiab muag feem ntau yog siv nyob rau hauv qhov chaw ntawm cov qauv kheej kheej kheej kheej lo ntsiab muag kom txo tau qhov sib txawv ntawm qhov sib txawv thiab tsim qhov me me focal qhov ntau thiab tsawg. Qee hom laser tshuab tsis kawg tsom lub laser mus rau qhov chaw, nyob rau hauv cov ntaub ntawv no tsis muaj feem xyuam.
12: Ua haujlwm nrug (ib ntus: µm rau m)
Kev ua haujlwm deb ntawm lub tshuab laser feem ntau txhais tau tias yog lub cev qhov deb ntawm qhov kawg ntawm qhov kho qhov muag (feem ntau yog lub lens tsom) rau cov khoom lossis qhov chaw uas lub laser tsom. Qee daim ntawv thov, xws li lasers kho mob, feem ntau nrhiav kom txo qhov kev ua hauj lwm nyob deb, thaum lwm yam kev siv, xws li cov chaw taws teeb sensing, feem ntau tsom kom ua kom lawv ua hauj lwm nyob deb li cas.
