激光器如何選擇

激光器產(chǎn)品選擇方法

    激光器在1960年問世至今已經(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)定性和峰峰值穩(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與功率平均值的比值，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和光束遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角的乘積與理想基模光束束腰半徑和基模發(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CCD陣列將橫模分布模擬出來，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。