Nan aplikasyon divès kalite tankou pwosesis materyèl, operasyon lazè, remote sensing, ak miyòlazè make, genyen yon varyete sistèm lazè komen. Anpil nan sistèm lazè sa yo pataje paramèt kle yo. Etabli tèm inivèsèl pou paramèt sa yo ka anpeche defòmasyon, epi lè w konprann tèm sa yo, ou ka byen presize sistèm lazè ak konpozan pou satisfè bezwen aplikasyon w lan.
Fig. 1: Dyagram chema nan yon sistèm pwosesis materyèl lazè komen, nan ki 10 paramèt kle nan sistèm lazè a reprezante pa nimewo korespondan
NO.1 Longèdonn: Longèdonn lazè a se yon paramèt fondamantal ki dekri frekans espasyal vag limyè ki emèt la. Lazè nan longèdonn diferan jwe wòl nan aplikasyon diferan. Nan pwosesis materyèl, diferan materyèl gen diferan karakteristik absòpsyon pou longèdonn diferan, kidonk entèraksyon an ak materyèl la diferan tou. Lazè longèdonn ki pi kout ak optik lazè gen avantaj nan kreye karakteristik ti ak egzak, ak mwens chofaj periferik. Sepandan, aparèy sa yo anjeneral pi chè ak pi frajil konpare ak lazè ak longèdonn ki pi long.
NO.2 Pouvwa: Pouvwa lazè anjeneral mezire an wat (W), yo itilize pou dekri pwodiksyon pouvwa optik lazè vag kontinyèl (CW), oswa pouvwa mwayèn lazè enpulsyonèl. Karakteristik lazè enpulsyonèl se ke enèji batman kè yo dirèkteman pwopòsyonèl ak pouvwa mwayèn ak envers pwopòsyonèl ak pousantaj repetisyon an. Inite enèji a se joul (J). Se poutèt sa, enèji batman kè ka kalkile lè w divize pouvwa mwayèn pa pousantaj repetisyon an.
Fig 2: yon reprezantasyon vizyèl nan relasyon ki genyen ant enèji batman kè, pousantaj repetisyon, ak pouvwa mwayèn nan lazè enpulsyonèl pi gwo pouvwa ak lazè enèji yo jeneralman pi chè ak jenere plis chalè fatra. Kòm pouvwa ak enèji ogmante, li vin pi plis ak pi difisil kenbe bon jan kalite gwo bout bwa.
NO.3 Batman dire:Dire batman kè oswa lajè batman kè yon lazè anjeneral defini kòm tan li pran pou lazè a rive nan mwatye (FWHM) nan maksimòm pouvwa optik li yo. Lazè ultrarapid yo karakterize pa dire batman kout, ki soti nan pikosgond (10-12 segonn) rive nan segonn attosegond (10-18 segonn).
Fig 3: Entèval batman kè yon lazè enpulsyonèl se resipwòk pousantaj repetisyon an
NO.4 Pousantaj Repetisyon:Pousantaj repetisyon yon lazè enpulsyonèl dekri kantite pulsasyon ki emèt pou chak segonn, ki se resipwòk entèval tan ant pulsasyon yo. Kontrèman ak sa ki te mansyone pi bonè, to repetisyon an se envès pwopòsyonèl ak enèji batman kè ak dirèkteman pwopòsyonèl ak pouvwa mwayèn. Yon pousantaj repetisyon ki pi wo vle di ke tan an detant tèmik nan sifas la eleman optik lazè ak plas final la konsantre se pi kout, kidonk to a chofaj nan materyèl la se pi vit.
NO.5 Koerans Length:Lazè gen koerans, ki vle di ke gen yon relasyon fiks ant valè faz jaden elektrik la nan diferan moman oswa pozisyon. Karakteristik sa a soti nan lefèt ke lazè yo pwodui pa emisyon ankouraje, ki diferan de pifò lòt kalite sous limyè. Malgre ke koerans lazè a pral piti piti febli pandan pwopagasyon, longè koerans lazè a defini distans kote koerans tan li rete nan yon sèten nivo.
NO.6 Polarizasyon:Polarizasyon defini direksyon jaden elektrik vag limyè a, ki toujou pèpandikilè ak direksyon pwopagasyon. Nan pifò ka yo, lazè a se lineyè polarize, se sa ki, jaden elektrik ki emèt la toujou pwen nan menm direksyon an. Nan contrast, limyè ki pa polarize pral pwodwi jaden elektrik ki montre nan anpil direksyon diferan. Polarizasyon anjeneral eksprime kòm rapò pouvwa limyè ant de eta polarizasyon ortogonal, tankou 100:1 oswa 500:1.
NO.7 Dyamèt gwo bout bwa: Dyamèt gwo bout bwa nan lazè a dekri ekstansyon lateral gwo bout bwa a, se sa ki, gwosè fizik pèpandikilè a direksyon pwopagasyon. Anjeneral, dyamèt gwo bout bwa a defini nan 1/e² lajè, se sa ki, pwen kote entansite gwo bout bwa a rive nan 1/e² (apeprè 13.5%) nan valè maksimòm lan. Nan pwen sa a, fòs jaden elektrik la desann nan 1/e (apeprè 37%) nan valè maksimòm lan. Pi gwo dyamèt gwo bout bwa a, pi gwo konpozan optik yo ak tout sistèm nan bezwen pou evite koupe gwo bout bwa, sa ki lakòz ogmante depans yo. Sepandan, diminye dyamèt gwo bout bwa a ap ogmante dansite pouvwa / enèji, ki pral pote tou efè negatif.
NO.8 Pouvwa oswa Dansite Enèji: Pouvwa oswa dansite enèji refere a pouvwa gwo bout bwa oswa enèji pou chak zòn inite. Dyamèt gwo bout bwa a se pre relasyon ak dansite pouvwa / enèji. Lè pouvwa a oswa enèji nan gwo bout bwa a rete konstan, se pi gwo dyamèt gwo bout bwa a, se pi piti dansite pouvwa a / enèji. An jeneral, lazè ki gen gwo pouvwa / dansite enèji yo se pwodiksyon final ideyal la nan sistèm nan, tankou nan koupe lazè oswa aplikasyon pou soude lazè. Sepandan, lazè ak dansite pouvwa/enèji ki ba yo benefisye nan sistèm nan entèn, ka diminye domaj la ki te koze pa lazè, epi anpeche zòn nan gwo pouvwa / gwo dansite enèji nan gwo bout bwa a soti nan ionize lè a.
NO.9 Profile gwo bout bwa: Pwofil gwo bout bwa a dekri entansite distribisyon gwo bout bwa a sou koup transvèsal la. Pwofil gwo bout bwa komen yo enkli travès Gaussian ak travès plat-tèt, ak pwofil gwo bout bwa yo swiv fonksyon Gaussian ak plat-tèt, respektivman. Sepandan, paske gen toujou yon sèten kantite tach cho oswa osilasyon andedan lazè a, pa gen okenn lazè ka pwodwi yon gwo bout bwa pafè Gaussian oswa yon gwo bout bwa pafè plat-tèt ki parfe matche ak pwofil la gwo bout bwa ideyal. Diferans ki genyen ant pwofil gwo bout bwa aktyèl la nan lazè a ak pwofil gwo bout bwa ideyal la anjeneral dekri pa plizyè endikatè mezi (ki gen ladan faktè M² lazè a).
NO.10 Divergence:Malgre ke moun anjeneral panse ke gwo bout bwa a lazè se limyè kolimate, an reyalite, gwo bout bwa a lazè ap toujou gen yon sèten degre nan divergence. Divergence dekri degre difizyon gwo bout bwa a parapò ak ren gwo bout bwa a apre pwopagasyon long distans akòz diffraction. Nan aplikasyon ki gen distans k ap travay long, tankou sistèm rada lazè, kote sib la ak sistèm lazè a ka dè santèn de mèt apa, divergence vin yon pwoblèm patikilyèman enpòtan. Divergence gwo bout bwa a anjeneral defini pa mwatye ang lazè a, epi ang divergence (θ) nan gwo bout bwa Gaussian an defini kòm λ se longèdonn lazè a, ak w 0 se ren gwo bout bwa lazè a.
NO.11 Gwosè Tach: Gwosè tach la dekri dyamèt tach la nan reyon lazè konsantre, ki chita nan konsantre nan sistèm lantiy konsantre. Nan anpil aplikasyon, tankou pwosesis materyèl ak operasyon medikal, objektif nou se pou misyon pou minimize gwosè tach la. Sa a ka maksimize dansite pouvwa a ak kreye karakteristik patikilyèman amann. Lantiy asferik yo souvan itilize pou ranplase lantiy esferik tradisyonèl pou diminye aberasyon esferik epi redwi gwosè plas. Nan kèk kalite sistèm lazè, lazè a pa pral evantyèlman konsantre lazè a nan yon plas, kidonk nan ka sa a, paramèt sa a pa aplike.
Fig 5: Eksperyans micromachining lazè nan Enstiti Teknoloji Italyen an montre ke efikasite ablasyon nan yon sistèm perçage lazè nanosecond ogmante diz fwa lè gwosè tach la redwi soti nan 220 mikron a 9 mikron nan flux konstan.
