Parameter dasar sistem laser

Parameter dasar darisistem laser

Dalam berbagai bidang aplikasi seperti pemrosesan material, bedah laser, dan penginderaan jarak jauh, meskipun terdapat banyak jenis sistem laser, sistem-sistem tersebut sering kali memiliki beberapa parameter inti yang sama. Pembentukan sistem terminologi parameter yang terpadu dapat membantu menghindari kebingungan dalam penyampaian dan memungkinkan pengguna untuk memilih dan mengkonfigurasi sistem dan komponen laser dengan lebih akurat, sehingga memenuhi kebutuhan skenario spesifik.

Parameter dasar

Panjang gelombang (satuan umum: nm hingga μm)

Panjang gelombang mencerminkan karakteristik frekuensi gelombang cahaya yang dipancarkan oleh laser di ruang angkasa. Skenario aplikasi yang berbeda memiliki persyaratan panjang gelombang yang berbeda: Dalam pemrosesan material, tingkat penyerapan material untuk panjang gelombang tertentu bervariasi, yang akan memengaruhi efek pemrosesan. Dalam aplikasi penginderaan jauh, terdapat perbedaan penyerapan dan interferensi panjang gelombang yang berbeda oleh atmosfer. Dalam aplikasi medis, penyerapan laser oleh orang dengan warna kulit yang berbeda juga bervariasi tergantung pada panjang gelombang. Karena titik fokus yang lebih kecil, laser dengan panjang gelombang yang lebih pendek danperangkat optik laserLaser dengan panjang gelombang lebih panjang memiliki keunggulan dalam menciptakan fitur-fitur kecil dan presisi, serta menghasilkan panas periferal yang sangat sedikit. Namun, dibandingkan dengan laser dengan panjang gelombang lebih panjang, laser jenis ini biasanya lebih mahal dan lebih rentan terhadap kerusakan.

2. Daya dan energi (Satuan umum: W atau J)

Daya laser biasanya diukur dalam watt (W) dan digunakan untuk mengukur keluaran laser kontinu atau daya rata-rata laser berdenyut. Untuk laser berdenyut, energi satu pulsa berbanding lurus dengan daya rata-rata dan berbanding terbalik dengan frekuensi pengulangan, dengan satuan joule (J). Semakin tinggi daya atau energi, biasanya semakin tinggi biaya laser, semakin besar kebutuhan pembuangan panas, dan kesulitan dalam mempertahankan kualitas pancaran yang baik juga meningkat.

Energi pulsa = laju pengulangan daya rata-rata Energi pulsa = laju pengulangan daya rata-rata

3. Durasi pulsa (Satuan umum: fs hingga ms)

Durasi pulsa laser, yang juga dikenal sebagai lebar pulsa, umumnya didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan untuklaserdaya meningkat hingga setengah dari puncaknya (FWHM) (Gambar 1). Lebar pulsa laser ultra cepat sangat pendek, biasanya berkisar dari pikodetik (10⁻¹² detik) hingga attodetik (10⁻¹⁸ detik).

4. Tingkat pengulangan (Satuan umum: Hz ke MHz)

Tingkat pengulangan suatulaser berdenyut(yaitu, frekuensi pengulangan pulsa) menggambarkan jumlah pulsa yang dipancarkan per detik, yaitu kebalikan dari jarak antar pulsa (Gambar 1). Seperti yang disebutkan sebelumnya, laju pengulangan berbanding terbalik dengan energi pulsa dan berbanding lurus dengan daya rata-rata. Meskipun laju pengulangan biasanya bergantung pada medium penguatan laser, dalam banyak kasus, laju pengulangan dapat bervariasi. Semakin tinggi laju pengulangan, semakin pendek waktu relaksasi termal permukaan elemen optik laser dan titik fokus akhir, sehingga memungkinkan material untuk memanas lebih cepat.

5. Panjang koherensi (Satuan umum: mm hingga cm)

Laser memiliki koherensi, yang berarti terdapat hubungan tetap antara nilai fase medan listrik pada waktu atau posisi yang berbeda. Hal ini karena laser dihasilkan melalui emisi terstimulasi, yang berbeda dari sebagian besar jenis sumber cahaya lainnya. Selama seluruh proses perambatan, koherensi secara bertahap melemah, dan panjang koherensi laser menentukan jarak di mana koherensi temporalnya mempertahankan massa tertentu.

6. Polarisasi

Polarisasi menentukan arah medan listrik gelombang cahaya, yang selalu tegak lurus terhadap arah perambatan. Dalam kebanyakan kasus, laser terpolarisasi linier, yang berarti bahwa medan listrik yang dipancarkan selalu mengarah ke arah yang sama. Cahaya yang tidak terpolarisasi menghasilkan medan listrik yang mengarah ke berbagai arah yang berbeda. Derajat polarisasi biasanya dinyatakan sebagai rasio daya optik dari dua keadaan polarisasi ortogonal, seperti 100:1 atau 500:1.