Vilka faktorer påverkar Beam kvalitet?

April 8

I laserfysik hänvisar strålkvalitet till hur väl en laserstråle förblir fokuserad. Ju högre kvalitet, desto mindre skillnader i balken. Beam kvalitet kan påverkas av ett antal faktorer, såsom typen och kvaliteten på laserns komponenter, typen av laserförstärkningsmedium som användes, den optiska pumpningsmetod som används, den effektnivå och de mekaniska och termiska påkänningar på lasern.

Det finns en avvägning mellan strålkvalitet och balk makt. När energi pumpas in i laserns förstärkningsmedium, som lasern använder för att förstärka ljus, kommer en del av energin omvandlas till värme. Överskottsvärme kan resultera i temperaturgradienter i mediet som producerar en termisk linseffekt, vilket minskar strålens kvalitet. Detta gör den typ av förstärkningsmediet som används viktigt.

Gaslasrar tenderar att vara mindre känsliga för termisk linsning på grund av den lägre densiteten hos sina medier, och koldioxidlasrar kan upprätthålla hög strålkvalitet vid mycket höga effektnivåer. Bland halvledarlasrar, är de högsta balk kvaliteter som produceras av single-mode fiberlasrar och tunna disklasrar. Fiberlasrar använder kiseldioxid glas dopad med sällsynta jordartsjoner såsom ytterbium eller neodym som deras förstärkningsmedium, och tunn-disklasrar använder yttrium aluminium granat kristaller dopade med trevärt ytterbium joner. Dessa lasrar kan hålla mycket hög strålkvalitet även vid effektnivåer för flera kilowatt. Vid lägre effektnivåer, kan tillverkas extremt hög strålkvalitet av helium-neon gaslasrar och ytemitterande halvledarlasrar.

Andra komponenter i laserns utformning är också viktigt att strålkvalitet, såsom storleken och konfigurationen av laserns optiska resonator. Konstruktioner som injicerar ljus in i förstärkningsmediet utmed vägen för laserstrålen, en teknik som kallas ände-pumpning, producerar högre strålkvalitet än sidopumpande lasrar. Läges rengöringsmedel kan användas för att förbättra strålkvalitet antingen genom att passera strålen genom en singelmodfiber eller genom att använda en lins för att fokusera en uncollimated stråle genom ett hål och in i en andra lins som recollimates strålen.

Beam kvalitet också påverkas av tillståndet hos laserns komponenter. Solid-state-lasrar kan drabbas minskad kvalitet om det finns brister i ytan av dess medium, vilket kan orsaka vågfront snedvridningar och spridning. Kvalitet också skadas av dåligt anpassade komponenter som kan orsakas av mekaniska påfrestningar, temperaturförändringar i laserns miljön eller termisk expansions från lasern egen värme. Linsfel kan påverka kvaliteten, liksom.

  • Laserskärare normalt beläget nära den det material som skärs att upprätthålla en hög kvalitet stråle.
  • Laserstråle kvalitet syftar på hur väl balken förblir fokuserad.