Vlnová délka, výkon a energie, opakovací frekvence, koherenční délka atd., laserová terminologie.

Vlnová délka (běžné jednotky: nm až µm):

Vlnová délka laseru popisuje prostorovou frekvenci emitované světelné vlny. Optimální vlnová délka pro konkrétní případ použití silně závisí na aplikaci. Během zpracování materiálu budou mít různé materiály jedinečné absorpční charakteristiky vlnové délky, což má za následek různé interakce s materiály. Stejně tak může atmosférická absorpce a interference ovlivnit určité vlnové délky odlišně při dálkovém průzkumu a v aplikacích lékařského laseru různé barvy kůže absorbují určité vlnové délky odlišně. Lasery s kratší vlnovou délkou a laserová optika mají výhody při vytváření malých, přesných prvků, které generují minimální periferní zahřívání díky menším zaostřeným bodům. Jsou však obecně dražší a náchylnější k poškození než lasery s delší vlnovou délkou.

Výkon a energie (běžné jednotky: W nebo J):

Výkon laseru se měří ve wattech (W), které se používají k popisu optického výkonu laseru s kontinuální vlnou (CW) nebo průměrného výkonu pulzního laseru. Kromě toho je charakteristikou pulzního laseru to, že jeho pulzní energie je přímo úměrná průměrnému výkonu a nepřímo úměrná frekvenci opakování pulzu. Jednotkou energie je Joule (J).

Energie pulzu = průměrná opakovací frekvence výkonu Energie pulzu = průměrná opakovací frekvence výkonu.

Lasery s vyšším výkonem a energií jsou obecně dražší a produkují více odpadního tepla. S rostoucím výkonem a energií je udržování vysoké kvality paprsku stále obtížnější.

Doba trvání pulsu (běžné jednotky: fs až ms):

Doba trvání laserového pulsu neboli (tj. šířka pulsu) je obecně definována jako čas, který laseru trvá, než dosáhne poloviny svého maximálního optického výkonu (FWHM). Ultrarychlé lasery se vyznačují krátkými pulsy v rozsahu od pikosekund (10-12 sekund) do attosekund (10-18 sekund).

Opakovací frekvence (běžné jednotky: Hz až MHz):

Opakovací frekvence pulzního laseru nebo frekvence opakování pulzů popisuje počet pulzů emitovaných za sekundu, což je převrácená hodnota sekvenčního rozestupu pulzů. Jak již bylo zmíněno, opakovací frekvence je nepřímo úměrná energii pulzu a přímo úměrná průměrnému výkonu. Ačkoli opakovací frekvence obvykle závisí na médiu zesílení laseru, v mnoha případech se může opakovací frekvence lišit. Čím vyšší je opakovací frekvence, tím kratší je doba tepelné relaxace na povrchu laserové optiky a konečného zaostřeného bodu, což umožňuje rychlejší zahřátí materiálu.

Koherenční délka (běžné jednotky: mm až cm):

Lasery jsou koherentní, což znamená, že existuje pevný vztah mezi fázovými hodnotami elektrického pole v různých časech nebo místech. Je to proto, že laserové světlo je na rozdíl od většiny jiných typů světelných zdrojů produkováno stimulovanou emisí. Koherence během šíření postupně slábne a koherenční délka laseru definuje vzdálenost, na kterou si jeho časová koherence zachovává určitou kvalitu.

Polarizace:

Polarizace definuje směr elektrického pole světelné vlny, který je vždy kolmý ke směru šíření. Ve většině případů je laserové světlo lineárně polarizované, což znamená, že emitované elektrické pole směřuje vždy stejným směrem. Nepolarizované světlo vytváří elektrická pole, která směřují do mnoha různých směrů. Stupeň polarizace se obvykle vyjadřuje jako poměr optické mohutnosti dvou ortogonálních polarizačních stavů, například 100:1 nebo 500:1.

Průměr paprsku (běžné jednotky: mm až cm):

Průměr paprsku laseru představuje boční prodloužení paprsku nebo fyzickou velikost kolmou ke směru šíření. Obvykle je definována na šířce 1/e2, to je bod, ve kterém intenzita paprsku dosáhne 1/e2 (≈ 13,5 %) své maximální hodnoty. V bodě 1/e2 intenzita elektrického pole klesne na 1/e (≈ 37 %) své maximální hodnoty. Čím větší je průměr paprsku, tím větší je potřeba optiky a celého systému, aby se zabránilo ořezávání paprsku, což má za následek zvýšené náklady. Zmenšením průměru paprsku se však zvýší hustota výkonu/energie, což může mít také škodlivé účinky.

Výkon nebo hustota energie (běžné jednotky: W/cm2 až MW/cm2 nebo µJ/cm2 až J/cm2):

Průměr paprsku souvisí s hustotou výkonu/energie laserového paprsku (tj. optického výkonu/energie na jednotku plochy). Když je výkon nebo energie paprsku konstantní, čím větší je průměr paprsku, tím menší je hustota výkonu/energie. Lasery s vysokou hustotou výkonu/energie jsou obvykle ideálním konečným výstupem systému (např. při řezání laserem nebo laserovým svařováním), ale nízké Hustota výkonu/energie laseru je v systému často prospěšná a zabraňuje poškození způsobenému laserem. To také zabraňuje oblastem paprsku s vysokým výkonem/vysokou hustotou energie v ionizaci vzduchu. Z těchto důvodů se často používají expandéry paprsku ke zvětšení průměru, čímž se sníží hustota výkonu/energie uvnitř laserového systému. Je však třeba dbát na to, aby se paprsek nerozšířil natolik, že by se zachytil v otvoru systému, což by mělo za následek plýtvání energií a možné poškození.