レーザーの主なパラメータは何ですか?

のレーザーモジュールさまざまなアプリケーションで使用されるレーザーは異なるため、ユーザーのレーザー光源の選択を直接決定するレーザーのパラメーターを理解する必要があります。 現在、特に生産、科学研究、医学、その他の分野では、多くの分野がレーザーの応用と切り離すことができません。 この記事では、従来のレーザーのいくつかのパラメーターを整理し、簡単な説明を提供して、適切なレーザー製品を見つける手助けをしたいと考えています.

1. レーザーモジュールの出力パワー

が放つ光はレーザー電気エネルギーと同様に、エネルギー源である光エネルギーの形で現れます。 発電機の出力と同様に、レーザーの出力は、単位時間あたりのレーザー エネルギーの出力を測定する物理量です。 一般的な単位は、ミリワット (mW)、ワット (W)、およびキロワット (kW) です。

2. レーザーモジュールの出力安定性

パワー安定度は、一定期間におけるレーザー出力パワーの不安定さを表し、一般的にRMS安定度とピークツーピーク安定度に分けられます。

RMS 安定度: テスト時間中にサンプリングされたすべての電力値の二乗平均平方根と平均電力値の比。平均電力値からの出力電力の分散度を表します。 ピークツーピーク安定性: 最大および最小出力電力

値と平均電力値との差のパーセンテージは、一定時間内の出力電力の変動範囲を表します。

3. ビーム品質係数 (M² 係数); ビーム パラメータ プロダクト (BPP)

ビーム品質係数は、レーザー ビームのウエスト半径とビームのファー フィールド発散角の積と、理想的な基本モード ビームのウエスト半径と理想的なビームの発散角の積との比として定義されます。基本モード、つまり M2=θw/θ 理想 w 理想。 ビーム品質は、レーザーの集光効果と、レーザービームの品質を特徴付けるために使用される遠視野スポット分布に影響を与えます。 実際のビーム品質係数が 1 に近いほど、ビーム品質は理想的なビームに近くなり、ビーム品質が向上します。 ビーム シェイパーには一般に、M2 が 1.5 未満の高品質のレーザーが必要です。

ビーム パラメータ積 (BPP) は、レーザー ビームの遠視野発散角度とビームの最も狭い点の半径の積、つまり BPP=θw として定義されます。 レーザービームの質量と、レーザービームが小さな点に焦点を合わせている度合いを定量化できます。 ビームパラメータの積が低いほど、ビーム品質は良好です。 BPP 値と M² 値の関係は次のとおりです。M² 値は BPP 値の正規化された値であり、特定の波長で正規化された回折限界ビーム、つまり M²=BPP/BPP0 で、 BPP0は特定波長の回折限界光の値で、BPP0=λ/πです。

4. レーザー モジュール スポット (横モード)

横モードは、レーザー伝搬方向に垂直な断面上の安定したフィールドの分布として定義されます。 レーザースポットの特徴は、横モード分布です。 横モード分布は、スポット アナライザーまたはレーザー プロファイル アナライザーでシミュレートして、レーザーのビーム特性を得ることができます。 一般的な横モード モードには、図 1 に示すように、基本横モード (TEM)、TEM、TEM など、およびその他のモードが含まれます。 x 方向、および TEM モードは、x 方向と y 方向の両方のセクションで 0 の光強度を持つポイントを指します。

5. レーザーモジュール レーザービーム径

レーザービーム径の測定方法には、ホール-ホール法、レーザービームアナライザー（CCD）測定、ナイフエッジ法などがあります。

穴法：この方法は、実験で穴とビームを同心にすることが難しく、実験結果の精度が保証されないため、一般的には使用されません。

レーザー プロファイル アナライザー (CCD) テスト: テスト結果の精度を保証できます。 レーザー ビーム径の 4 つの計算方法の結果は、ソフトウェア インターフェイスに表示されます (図 2 を参照)。 最も一般的に使用される定義方法は、ピーク値の 13.5 パーセント (1/e²) です。 しかし、この方法にもいくつかの欠点があり、高出力レーザーの場合、減衰器を使用するなど、CCD の飽和現象によってビームが変形する可能性があります。

ナイフエッジ法は、高出力レーザーのレーザービーム径測定に最適な方法です。 ブレード エッジ光パワーを介してテスト対象のレーザーを取り、x の総パワー エッジ位置座標の 10%、ブレード エッジ光パワーを介してテスト対象のレーザーを取得します。x の総パワー エッジ位置座標の 90%、レーザー ビームの直径を測定できます。=1.561 x|||x - x (1.561 を含む値はフィッティング値)。

定規や人間の目を使用して可視光のレーザービームの直径を測定する理由は、レーザー エネルギーが強力で集中しているため、特定の発散があるためです。レーザーが物体に作用するとき。 ただし、レーザープロファイルアナライザーで測定する場合は、通常、ピーク強度（13.5%）におけるレーザービーム径を測定結果として使用します。 したがって、結果は比較的小さくなります。

6. 回折限界

光学系を通過する物点は、理想的な条件で理想的な像を得ることができますが、実際には結像することはできません。 回折の限界により、この物点はフラウンホーファー回折像を得ることができます。 特定の波長の下でレーザービームを小さな点に集束させる可能性は可能な限り高くなります。つまり、レーザービームの品質は理想的であり、これが回折限界です。 一般的な光の開口部は円形であるため、形成されるフラウンホーファー回折像はエアリー スポットです。この場合、各物点によって形成される像は拡散スポットであり、近くにある 2 つのスポットを区別するのが難しいため、光学系の解像度に大きく影響し、スポットが大きいほど解像度が低くなります。これは、物理光学の限界によって引き起こされる光の回折です。

レーザー ビームの回折限界スポット径の式: d=4LλM²/πD、ここで、L は作動距離、λ はレーザー ビームの波長、M² はレーザー ビームの品質係数、 D はレーザービームの直径です。

7. レーザー変調

レーザー変調は、光をキャリアとして使用し、アプリケーションの要件に応じて光に信号を負荷し、信号を伝送します。 一般的な変調は外部変調と内部変調に分けられ、外部変調はレーザーの外部機械変調または音響光学変調を指し、内部変調は電力駆動変調を指し、内部変調はTTL変調とアナログ変調に分けられます。

TTL 変調: 特定の周波数の高低レベル (0 V または 5 V) DC 信号が外部からレーザーに入力されると、光は低レベルで閉じられ、高レベルの振幅は調整できません。高レベルで。

アナログ変調：入力信号の波形と振幅を自由に調整できます。 レーザー出力パワーは、入力アナログ電圧信号に比例して変化します。

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