Dalga boyu, güç ve enerji, tekrarlama oranı, tutarlılık uzunluğu vb. lazer terminolojisi.

Dalga boyu (ortak birimler: nm'den µm'ye):

Bir lazerin dalga boyu, yayılan ışık dalgasının uzaysal frekansını tanımlar. Belirli bir kullanım durumu için en uygun dalga boyu büyük ölçüde uygulamaya bağlıdır. Malzeme işleme sırasında, farklı malzemeler benzersiz dalga boyu emme özelliklerine sahip olacak ve bu da malzemelerle farklı etkileşimlere yol açacaktır. Benzer şekilde, atmosferik emilim ve girişim, uzaktan algılamada belirli dalga boylarını farklı şekilde etkileyebilir ve tıbbi lazer uygulamalarında, farklı cilt renkleri, belirli dalga boylarını farklı şekilde emer. Daha kısa dalga boyuna sahip lazerler ve lazer optikleri, daha küçük odaklanmış noktalar nedeniyle minimum düzeyde çevresel ısınma üreten küçük, hassas özellikler oluşturma konusunda avantajlara sahiptir. Bununla birlikte, genellikle daha pahalıdırlar ve daha uzun dalga boylu lazerlere göre hasara karşı daha hassastırlar.

Güç ve enerji (ortak birimler: W veya J):

Lazer gücü, sürekli dalga (CW) lazerinin optik güç çıkışını veya darbeli bir lazerin ortalama gücünü tanımlamak için kullanılan watt (W) cinsinden ölçülür. Ayrıca darbeli lazerin özelliği, darbe enerjisinin ortalama güçle doğru orantılı ve darbe tekrarlama hızıyla ters orantılı olmasıdır. Enerjinin birimi Joule'dür (J).

Darbe enerjisi = ortalama güç tekrarlama oranı Darbe enerjisi = ortalama güç tekrarlama oranı.

Daha yüksek güce ve enerjiye sahip lazerler genellikle daha pahalıdır ve daha fazla atık ısı üretir. Güç ve enerji arttıkça uzun huzme kalitesini korumak giderek zorlaşıyor.

Darbe süresi (ortak birimler: fs'den ms'ye):

Lazer darbe süresi veya (yani: darbe genişliği) genel olarak lazerin maksimum optik gücünün (FWHM) yarısına ulaşması için geçen süre olarak tanımlanır. Ultra hızlı lazerler, pikosaniyeden (10-12 saniye) attosaniyeye (10-18 saniye) kadar değişen kısa darbe süreleri ile karakterize edilir.

Tekrarlama oranı (ortak birimler: Hz'den MHz'e):

Atımlı bir lazerin tekrarlama oranı veya atım tekrarlama frekansı, sıralı atım aralığının tersi olan saniyede yayılan atım sayısını tanımlar. Daha önce de belirttiğimiz gibi tekrarlama oranı darbe enerjisiyle ters, ortalama güçle doğru orantılıdır. Tekrarlama oranı genellikle lazer kazanç ortamına bağlı olsa da birçok durumda tekrarlama oranı farklılık gösterebilir. Tekrarlama oranı ne kadar yüksek olursa, lazer optik yüzeyinde ve son odaklanılan noktada termal gevşeme süresi o kadar kısalır ve malzemenin daha hızlı ısınmasına olanak sağlanır.

Tutarlılık uzunluğu (ortak birimler: mm'den cm'ye):

Lazerler tutarlıdır; bu, elektrik alanının farklı zaman veya konumlardaki faz değerleri arasında sabit bir ilişki olduğu anlamına gelir. Bunun nedeni, lazer ışığının diğer birçok ışık kaynağından farklı olarak uyarılmış emisyonla üretilmesidir. Tutarlılık, yayılma boyunca kademeli olarak zayıflar ve bir lazerin tutarlılık uzunluğu, zamansal tutarlılığının belirli bir kaliteyi koruduğu mesafeyi tanımlar.

Polarizasyon:

Polarizasyon, bir ışık dalgasının elektrik alanının yönünü tanımlar; bu, her zaman yayılma yönüne diktir. Çoğu durumda, lazer ışığı doğrusal olarak polarizedir, yani yayılan elektrik alanı her zaman aynı yöne işaret eder. Polarize olmayan ışık, birçok farklı yöne işaret eden elektrik alanları üretir. Polarizasyon derecesi genellikle 100:1 veya 500:1 gibi iki ortogonal polarizasyon durumunun optik gücünün oranı olarak ifade edilir.

Kiriş çapı (ortak birimler: mm'den cm'ye):

Bir lazerin ışın çapı, ışının yanal uzantısını veya yayılma yönüne dik olan fiziksel boyutu temsil eder. Genellikle 1/e2 genişliğinde, yani ışın yoğunluğunun maksimum değerinin 1/e2'sine (≈ %13,5) ulaştığı noktada tanımlanır. 1/e2 noktasında elektrik alan şiddeti maksimum değerinin 1/e'sine (≈ %37) düşer. Işın çapı ne kadar büyük olursa, ışın kırpılmasını önlemek için gereken optikler ve genel sistem de o kadar büyük olur ve bu da maliyetin artmasına neden olur. Ancak ışın çapının azaltılması güç/enerji yoğunluğunu arttırır ve bu da zararlı etkilere neden olabilir.

Güç veya enerji yoğunluğu (ortak birimler: W/cm2 ila MW/cm2 veya µJ/cm2 ila J/cm2):

Işın çapı, lazer ışınının güç/enerji yoğunluğu (yani birim alan başına optik güç/enerji) ile ilgilidir. Işının gücü veya enerjisi sabit olduğunda, ışın çapı ne kadar büyük olursa, güç/enerji yoğunluğu da o kadar küçük olur. Yüksek güç/enerji yoğunluğuna sahip lazerler genellikle sistemin ideal nihai çıktısıdır (lazer kesim veya lazer kaynak uygulamalarında olduğu gibi), ancak düşük Lazerin güç/enerji yoğunluğu, lazerin neden olduğu hasarı önleyerek sistem içinde genellikle faydalıdır. Bu aynı zamanda ışının yüksek güç/yüksek enerji yoğunluğuna sahip bölgelerinin havayı iyonize etmesini de engeller. Bu nedenlerden dolayı, ışın genişleticiler genellikle çapı arttırmak için kullanılır, böylece lazer sistemi içindeki güç/enerji yoğunluğu azalır. Bununla birlikte, ışının sistemin açıklığı içinde kırpılıp enerji israfına ve olası hasara yol açacak kadar genişlememesine dikkat edilmelidir.