الطول الموجي، القدرة والطاقة، معدل التكرار، طول التماسك، الخ، مصطلحات الليزر.

الطول الموجي (الوحدات المشتركة: نانومتر إلى ميكرومتر):

يصف الطول الموجي لليزر التردد المكاني لموجة الضوء المنبعثة. يعتمد الطول الموجي الأمثل لحالة استخدام معينة بشكل كبير على التطبيق. أثناء معالجة المواد، سيكون للمواد المختلفة خصائص فريدة لامتصاص الطول الموجي، مما يؤدي إلى تفاعلات مختلفة مع المواد. وبالمثل، يمكن أن يؤثر الامتصاص والتداخل الجوي على أطوال موجية معينة بشكل مختلف في الاستشعار عن بعد، وفي تطبيقات الليزر الطبية، سوف تمتص ألوان البشرة المختلفة أطوال موجية معينة بشكل مختلف. تتمتع أشعة الليزر ذات الطول الموجي الأقصر وبصريات الليزر بمزايا في إنشاء ميزات صغيرة ودقيقة تولد الحد الأدنى من التسخين المحيطي بسبب البقع المركزة الأصغر. ومع ذلك، فهي عمومًا أكثر تكلفة وأكثر عرضة للتلف من أجهزة الليزر ذات الطول الموجي الأطول.

الطاقة والطاقة (الوحدات المشتركة: W أو J):

يتم قياس طاقة الليزر بالواط (W)، والذي يستخدم لوصف خرج الطاقة الضوئية لليزر ذو الموجة المستمرة (CW) أو متوسط ​​طاقة الليزر النبضي. بالإضافة إلى ذلك، فإن خاصية الليزر النبضي هي أن طاقة النبض الخاصة به تتناسب طرديًا مع متوسط ​​الطاقة وتتناسب عكسيًا مع معدل تكرار النبضة. وحدة الطاقة هي الجول (J).

طاقة النبض = متوسط ​​معدل تكرار القدرة طاقة النبض = متوسط ​​معدل تكرار القدرة.

عادةً ما تكون أجهزة الليزر ذات الطاقة والطاقة الأعلى أكثر تكلفة وتنتج المزيد من الحرارة المهدرة. مع زيادة القوة والطاقة، يصبح الحفاظ على جودة الشعاع العالي أمرًا صعبًا بشكل متزايد.

مدة النبضة (الوحدات المشتركة: FS إلى مللي ثانية):

يتم تعريف مدة نبضة الليزر أو (أي: عرض النبضة) عمومًا على أنها الوقت الذي يستغرقه الليزر للوصول إلى نصف قدرته الضوئية القصوى (FWHM). تتميز أجهزة الليزر فائقة السرعة بفترات نبض قصيرة تتراوح من بيكو ثانية (10-12 ثانية) إلى أتوثانية (10-18 ثانية).

معدل التكرار (الوحدات المشتركة: هرتز إلى ميجا هرتز):

يصف معدل تكرار الليزر النبضي، أو تردد تكرار النبض، عدد النبضات المنبعثة في الثانية، وهو مقلوب تباعد النبض المتسلسل. وكما ذكرنا من قبل فإن معدل التكرار يتناسب عكسيا مع طاقة النبضة ويتناسب طرديا مع متوسط ​​القدرة. على الرغم من أن معدل التكرار يعتمد عادة على وسط كسب الليزر، إلا أنه في كثير من الحالات يمكن أن يختلف معدل التكرار. كلما ارتفع معدل التكرار، قل وقت الاسترخاء الحراري على سطح بصريات الليزر ونقطة التركيز النهائية، مما يسمح للمادة بالتسخين بشكل أسرع.

طول التماسك (الوحدات المشتركة: مم إلى سم):

أشعة الليزر متماسكة، مما يعني وجود علاقة ثابتة بين قيم الطور للمجال الكهربائي في أوقات أو مواقع مختلفة. وذلك لأن ضوء الليزر يتم إنتاجه عن طريق الانبعاث المحفز، على عكس معظم أنواع مصادر الضوء الأخرى. يضعف التماسك تدريجيًا خلال الانتشار، ويحدد طول تماسك الليزر المسافة التي يحافظ خلالها تماسكه الزمني على جودة معينة.

الاستقطاب:

يحدد الاستقطاب اتجاه المجال الكهربائي لموجة الضوء، والذي يكون دائمًا متعامدًا مع اتجاه الانتشار. في معظم الحالات، يكون ضوء الليزر مستقطبًا خطيًا، مما يعني أن المجال الكهربائي المنبعث يشير دائمًا إلى نفس الاتجاه. ينتج الضوء غير المستقطب مجالات كهربائية تشير إلى عدة اتجاهات مختلفة. يتم التعبير عن درجة الاستقطاب عادةً كنسبة الطاقة الضوئية لحالتي استقطاب متعامدين، مثل 100:1 أو 500:1.

قطر الشعاع (الوحدات المشتركة: مم إلى سم):

يمثل قطر شعاع الليزر الامتداد الجانبي للحزمة، أو الحجم المادي المتعامد مع اتجاه الانتشار. يتم تعريفه عادةً بعرض 1/e2، أي النقطة التي تصل عندها شدة الحزمة إلى 1/e2 (≈ 13.5%) من قيمتها القصوى. عند النقطة 1/e2، تنخفض شدة المجال الكهربائي إلى 1/e (≈ 37%) من قيمته القصوى. كلما زاد قطر الشعاع، زادت الحاجة إلى البصريات والنظام العام لتجنب قص الشعاع، مما أدى إلى زيادة التكلفة. ومع ذلك، فإن تقليل قطر الشعاع يزيد من كثافة القدرة/الطاقة، مما قد يكون له أيضًا تأثيرات ضارة.

كثافة الطاقة أو الطاقة (الوحدات المشتركة: W/cm2 إلى MW/cm2 أو μJ/cm2 إلى J/cm2):

يرتبط قطر الشعاع بكثافة الطاقة/الطاقة لشعاع الليزر (أي الطاقة/الطاقة الضوئية لكل وحدة مساحة). عندما تكون قوة أو طاقة الشعاع ثابتة، كلما زاد قطر الشعاع، قلت كثافة الطاقة/الطاقة. عادةً ما تكون أشعة الليزر عالية الطاقة/كثافة الطاقة هي المخرج النهائي المثالي للنظام (كما هو الحال في تطبيقات القطع بالليزر أو اللحام بالليزر)، ولكن كثافة الطاقة/الطاقة المنخفضة لليزر غالبًا ما تكون مفيدة داخل النظام، مما يمنع الضرر الناجم عن الليزر. وهذا يمنع أيضًا مناطق الطاقة العالية/كثافة الطاقة العالية في الشعاع من تأين الهواء. لهذه الأسباب، غالبًا ما يتم استخدام موسعات الشعاع لزيادة القطر، وبالتالي تقليل كثافة الطاقة/الطاقة داخل نظام الليزر. ومع ذلك، يجب توخي الحذر حتى لا يتم توسيع الشعاع كثيرًا بحيث يتم قصه داخل فتحة النظام، مما يؤدي إلى إهدار الطاقة واحتمال حدوث ضرر.