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激光器如何選擇

更新時(shí)間:2022-03-31  |  點(diǎn)擊率:1980

激光器產(chǎn)品選擇方法

    激光器1960年問(wèn)世至今已經(jīng)滲透到生產(chǎn)、科研、醫(yī)療和生活等各個(gè)領(lǐng)域。在各類應(yīng)用中,激光器的參數(shù)直接決定了使用者對(duì)激光光源的選擇。

一、輸出功率

  與電能一樣,激光器發(fā)出的光也是一種能源,只是它以光能的形成出現(xiàn)。所以激光器的輸出功率與發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出功率一樣,是一個(gè)度量單位時(shí)間內(nèi)輸出激光能量的物理量,度量單位常用毫瓦(mW)、瓦(W)、千瓦(kW)等。

二、功率穩(wěn)定性

  功率穩(wěn)定性表征的是激光輸出功率在一定時(shí)間內(nèi)的不穩(wěn)定度,一般分為RMS穩(wěn)定性峰峰值穩(wěn)定性。

 

  RMS穩(wěn)定性:測(cè)試時(shí)間內(nèi)所有采樣功率值的均方根功率平均值的比值,描述輸出功率偏離功率平均值的分散程度。在CNI laser的網(wǎng)站上,激光器功率穩(wěn)定性是4小時(shí)內(nèi)的RMS穩(wěn)定性。

峰峰值穩(wěn)定性:輸出功率的最大值和最小值之差與功率平均值的百分比,表征的是一定時(shí)間內(nèi)的輸出功率的變化范圍。

三、光束質(zhì)量因子(M2因子)

  光束質(zhì)量因子定義是激光束腰半徑光束遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角的乘積與理想基模光束束腰半徑基模發(fā)散角乘積的比值,光束質(zhì)量會(huì)影響到激光的聚焦效果以及遠(yuǎn)場(chǎng)的光斑分布情況,是用來(lái)表征激光光束質(zhì)量的參數(shù),實(shí)際激光光束質(zhì)量因子越接近1,說(shuō)明光束質(zhì)量越接近理想光束,它的光束質(zhì)量就越好。

四、光斑(橫模)

  垂直于激光傳播方向上某一橫截面上的穩(wěn)定場(chǎng)分布稱為橫模,激光器的光斑表征的就是橫模分布,通過(guò)CCD陣列將橫模分布模擬出來(lái),得到激光器的一些光束特征,

五、光斑直徑

  對(duì)于光斑直徑的測(cè)量,一般有套孔法、刀口法、激光輪廓分析儀(CCD)測(cè)量等。

套孔法:由于實(shí)驗(yàn)上很難做到孔與光束同心,因而精確度難保證。

激光輪廓分析儀(CCD)測(cè)試:可保證測(cè)量結(jié)果的精確度,軟件界面中光斑直徑可提供四種計(jì)量方法的測(cè)試結(jié)果,其中*泛使用的是以峰值的13.5%(1/e2)為邊界的定義方法,這種測(cè)試方法雖然精度高,但對(duì)于高功率的激光器,CCD存在飽和現(xiàn)象,如用衰減器,可能會(huì)引起光束畸變。

  刀口法:是測(cè)量高功率激光器光斑直徑較理想的方法。取待測(cè)激光透過(guò)刀口邊緣光功率占總功率10%的刀口位置坐標(biāo)x1,取待測(cè)激光透過(guò)刀口邊緣光功率占總功率90%的刀口位置坐標(biāo)x2,光斑直徑=1.561×|x1-x2|(其中1.561是擬合值)。 

用直尺或人眼測(cè)量可見光的光斑直徑時(shí),為什么得到的激光光斑直徑要比使用專業(yè)的光斑輪廓分析儀測(cè)得的光斑直徑要大?

——這是因?yàn)榧す饽芰繌?qiáng)且集中,作用到物體上會(huì)有一定發(fā)散,而使用光斑輪廓分析儀測(cè)量,常用峰值強(qiáng)度的(13.5%)點(diǎn)處的光斑直徑作為測(cè)量結(jié)果,所以得到的測(cè)量結(jié)果會(huì)相對(duì)小。

六、激光調(diào)制

  激光調(diào)制就是利用光作為載體,把信號(hào)加載到光上,按照應(yīng)用要求,實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞。一般調(diào)制分為外調(diào)制和內(nèi)調(diào)制,外調(diào)制是指激光器外部進(jìn)行的機(jī)械調(diào)制或者聲光調(diào)制;內(nèi)調(diào)制指的是電源驅(qū)動(dòng)調(diào)制,內(nèi)調(diào)制又分為TTL調(diào)制和模擬調(diào)制,如圖所示,黃色CH1為輸入的電波形,藍(lán)色CH2為調(diào)制后的光波形。

TTL調(diào)制:通過(guò)外給激光器輸入一定頻率的高低電平(0V或是5V)直流信號(hào)時(shí),低電平閉光,高電平時(shí)滿功率輸出,高電平幅值不可調(diào)。

模擬調(diào)制:可以自由的調(diào)整輸入信號(hào)的波形與幅值大小,激光輸出功率隨輸入模擬電壓信號(hào)線性改變。

 


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