レーザーシステムの重要な性能特性パラメータ

1. 波長（単位：nm～μm）

のレーザー波長はレーザーによって運ばれる電磁波の波長を表します。他の種類の光と比較して、この光の重要な特徴は、レーザそれは単色であるということです。これは、その波長が非常に純粋で、明確に定義された周波数が 1 つだけであることを意味します。

レーザーの異なる波長の違い:

赤色レーザーの波長は一般的に630nm～680nmで、発せられる光は赤色であり、最も一般的なレーザーでもあります（主に医療用栄養灯などの分野で使用されます）。

緑色レーザーの波長は一般に約532nmです（主にレーザー測距などの分野で使用されます）。

青色レーザーの波長は通常 400nm ～ 500nm です (主にレーザー手術に使用されます)。

350nm～400nmのUVレーザー（主に生物医学で使用）;

赤外線レーザーは最も特殊で、波長範囲と応用分野に応じて、赤外線レーザーの波長は一般に700nm〜1mmの範囲にあります。赤外線帯域は、近赤外線 (NIR)、中赤外線 (MIR)、遠赤外線 (FIR) の 3 つのサブバンドにさらに分割できます。近赤外線の波長範囲は約 750nm ～ 1400nm で、光ファイバー通信、生物医学画像処理、および赤外線暗視装置で広く使用されています。

2. 電力とエネルギー（単位：WまたはJ）

レーザー出力連続波 (CW) レーザーの光パワー出力またはパルスレーザーの平均パワーを表すために使用されます。さらに、パルスレーザーは、パルスエネルギーが平均出力に比例し、パルスの繰り返し率に反比例するという特徴があり、出力とエネルギーが高いレーザーは通常、より多くの廃熱を生成します。

ほとんどのレーザー ビームはガウス ビーム プロファイルを持っているため、放射照度と光束は両方ともレーザーの光軸上で最も高く、光軸からの偏差が大きくなるにつれて減少します。他のレーザーは、ガウス ビームとは異なり、レーザー ビームの断面全体にわたって一定の放射照度プロファイルと急速な強度の低下を有するフラット トップ ビーム プロファイルを備えています。したがって、フラットトップ レーザーにはピーク放射照度がありません。ガウス ビームのピーク パワーは、同じ平均パワーを持つフラット トップ ビームのピーク パワーの 2 倍です。

3. パルス幅 (単位: fs ～ ms)

レーザーのパルス持続時間 (つまり、パルス幅) は、レーザーが最大光出力 (FWHM) の半分に達するまでにかかる時間です。

 

4. 繰り返し周波数（単位：Hz～MHz）

の繰り返し率パルスレーザー（つまり、パルス繰り返し率）は、1 秒あたりに放出されるパルスの数、つまり時系列パルス間隔の逆数を表します。繰り返し率はパルスエネルギーに反比例し、平均パワーに比例します。通常、繰り返し率はレーザー利得媒体に依存しますが、多くの場合、繰り返し率は変更できます。繰り返し率が高くなると、レーザー光学素子の表面と最終焦点の熱緩和時間が短くなり、材料の加熱が速くなります。

5. ダイバージェンス（代表単位：mrad）

レーザー ビームは一般にコリメートしていると考えられていますが、常に一定量の発散を含みます。これは、回折によりレーザー ビームのウェストからの距離が増加するにつれてビームが発散する範囲を表します。 LiDAR システムなど、物体がレーザー システムから数百メートル離れている可能性がある、作動距離が長いアプリケーションでは、発散が特に重要な問題になります。

6. スポットサイズ（単位：μm）

集束されたレーザー ビームのスポット サイズは、集束レンズ システムの焦点におけるビーム直径を表します。材料処理や医療手術などの多くの用途では、スポット サイズを最小限に抑えることが目標となります。これにより電力密度が最大化され、特にきめの細かい機能の作成が可能になります。非球面レンズは、球面収差を低減し、より小さな焦点サイズを生成するために、従来の球面レンズの代わりによく使用されます。

7.作動距離（単位：μm～m）

レーザー システムの動作距離は、通常、最終光学要素 (通常は集束レンズ) からレーザーが焦点を合わせる物体または表面までの物理的な距離として定義されます。医療用レーザーなどの特定のアプリケーションは通常、動作距離を最小限に抑えることを目指しますが、リモート センシングなどの他のアプリケーションは通常、動作距離範囲を最大化することを目指します。