Довжина хвилі, потужність та енергія, частота повторення, довжина когерентності тощо, лазерна термінологія.

Довжина хвилі (загальні одиниці: нм до мкм):

Довжина хвилі лазера описує просторову частоту випромінюваної світлової хвилі. Оптимальна довжина хвилі для конкретного випадку використання сильно залежить від програми. Під час обробки матеріалів різні матеріали матимуть унікальні характеристики поглинання довжини хвилі, що призводить до різної взаємодії з матеріалами. Так само атмосферне поглинання та перешкоди можуть по-різному впливати на певні довжини хвиль у дистанційному зондуванні, а в медичних лазерах різні кольори шкіри по-різному поглинатимуть певні довжини хвиль. Лазери з меншою довжиною хвилі та лазерна оптика мають переваги у створенні невеликих точних елементів, які створюють мінімальний периферійний нагрів завдяки меншим фокусним плямам. Однак вони, як правило, дорожчі та більш чутливі до пошкоджень, ніж лазери з довшою довжиною хвилі.

Потужність і енергія (загальні одиниці: Вт або Дж):

Потужність лазера вимірюється у ватах (Вт), які використовуються для опису вихідної оптичної потужності лазера безперервної хвилі (CW) або середньої потужності імпульсного лазера. Крім того, характеристика імпульсного лазера полягає в тому, що його імпульсна енергія прямо пропорційна середній потужності і обернено пропорційна частоті повторення імпульсів. Одиницею вимірювання енергії є Джоуль (Дж).

Енергія імпульсу = середня частота повторення потужності Енергія імпульсу = середня частота повторення потужності.

Лазери з більшою потужністю та енергією, як правило, дорожчі та виділяють більше відпрацьованого тепла. Зі збільшенням потужності та енергії підтримувати високу якість світла стає дедалі складніше.

Тривалість імпульсу (загальні одиниці: фс до мс):

Тривалість лазерного імпульсу або (тобто: ширина імпульсу) зазвичай визначається як час, потрібний лазеру для досягнення половини його максимальної оптичної потужності (FWHM). Надшвидкісні лазери характеризуються короткою тривалістю імпульсу від пікосекунд (10-12 секунд) до аттосекунд (10-18 секунд).

Частота повторення (загальні одиниці: Гц до МГц):

Частота повторення імпульсного лазера, або частота повторення імпульсів, описує кількість імпульсів, випромінюваних за секунду, яка є величиною, зворотною інтервалу послідовних імпульсів. Як згадувалося раніше, частота повторення обернено пропорційна енергії імпульсу і прямо пропорційна середній потужності. Хоча частота повторення зазвичай залежить від середовища посилення лазера, у багатьох випадках частота повторення може змінюватися. Чим вища частота повторення, тим коротший час теплової релаксації на поверхні лазерної оптики та кінцевої сфокусованої точки, що дозволяє матеріалу нагріватися швидше.

Довжина когерентності (загальні одиниці вимірювання: мм до см):

Лазери є когерентними, що означає фіксоване співвідношення між значеннями фази електричного поля в різний час або в різних місцях. Це пояснюється тим, що лазерне світло виробляється шляхом стимульованого випромінювання, на відміну від більшості інших типів джерел світла. Когерентність поступово слабшає під час розповсюдження, а довжина когерентності лазера визначає відстань, на якій його часова когерентність зберігає певну якість.

Поляризація:

Поляризація визначає напрямок електричного поля світлової хвилі, який завжди перпендикулярний до напрямку поширення. У більшості випадків лазерне світло лінійно поляризоване, тобто випромінюване електричне поле завжди спрямоване в одному напрямку. Неполяризоване світло створює електричні поля, спрямовані в багатьох різних напрямках. Ступінь поляризації зазвичай виражається як відношення оптичної сили двох ортогональних станів поляризації, наприклад 100:1 або 500:1.

Діаметр балки (загальні одиниці: мм до см):

Діаметр променя лазера являє собою поперечне розширення променя або фізичний розмір, перпендикулярний до напрямку поширення. Зазвичай він визначається за шириною 1/e2, тобто точкою, в якій інтенсивність променя досягає 1/e2 (≈ 13,5%) свого максимального значення. У точці 1/e2 напруженість електричного поля падає до 1/e (≈ 37%) від максимального значення. Чим більший діаметр променя, тим більша оптика та загальна система потрібні, щоб уникнути відсікання променя, що призводить до збільшення вартості. Однак зменшення діаметра променя збільшує щільність потужності/енергії, що також може мати шкідливі наслідки.

Потужність або щільність енергії (загальні одиниці: Вт/см2 до МВт/см2 або мкДж/см2 до Дж/см2):

Діаметр променя пов’язаний із щільністю потужності/енергії лазерного променя (тобто оптичної потужності/енергії на одиницю площі). Коли потужність або енергія променя постійна, чим більший діаметр променя, тим менша щільність потужності/енергії. Лазери з високою потужністю/енергією зазвичай є ідеальним кінцевим виходом системи (наприклад, для лазерного різання або лазерного зварювання), але низька. Потужність/енергія лазера часто є корисною в системі, запобігаючи пошкодженню, спричиненому лазером. Це також запобігає іонізації повітря областями високої потужності/високої щільності енергії променя. З цих причин розширювачі променя часто використовуються для збільшення діаметра, таким чином зменшуючи щільність потужності/енергії всередині лазерної системи. Однак слід бути обережним, щоб не розширити промінь настільки, щоб він не затиснувся в отворі системи, що призведе до марної витрати енергії та можливого пошкодження.