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 seringkali memiliki beberapa parameter inti yang sama. Menetapkan sistem terminologi parameter yang terpadu dapat membantu menghindari kebingungan dalam penggunaan istilah dan memungkinkan pengguna untuk memilih dan mengonfigurasi sistem serta komponen laser secara 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 laser di ruang angkasa. Skenario aplikasi yang berbeda memiliki persyaratan panjang gelombang yang berbeda pula: Dalam pemrosesan material, laju penyerapan material untuk panjang gelombang tertentu bervariasi, yang akan memengaruhi efek pemrosesan. Dalam aplikasi penginderaan jauh, terdapat perbedaan dalam penyerapan dan interferensi panjang gelombang yang berbeda oleh atmosfer. Dalam aplikasi medis, penyerapan laser oleh orang-orang dengan warna kulit yang berbeda juga bervariasi tergantung pada panjang gelombangnya. Karena titik fokus yang lebih kecil, laser dengan panjang gelombang yang lebih pendek danperangkat optik lasermemiliki keunggulan dalam menciptakan fitur-fitur kecil dan presisi, serta menghasilkan pemanasan perifer yang sangat minim. Namun, dibandingkan dengan laser dengan panjang gelombang yang lebih panjang, laser 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 denyut berbanding lurus dengan daya rata-rata dan berbanding terbalik dengan frekuensi pengulangan, dengan satuan joule (J). Semakin tinggi daya atau energi, semakin tinggi pula biaya laser, semakin besar pula kebutuhan pembuangan panasnya, dan semakin sulit pula mempertahankan kualitas sinar yang baik.

Energi pulsa = tingkat pengulangan daya rata-rata Energi pulsa = tingkat pengulangan daya rata-rata

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

Durasi pulsa laser, juga dikenal sebagai lebar pulsa, umumnya didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan untuklaserdaya untuk mencapai setengah dari puncaknya (FWHM) (Gambar 1). Lebar pulsa laser ultra cepat sangat pendek, biasanya berkisar antara 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 pulsa waktu (Gambar 1). Sebagaimana disebutkan sebelumnya, laju pengulangan berbanding terbalik dengan energi pulsa dan berbanding lurus dengan daya rata-rata. Meskipun laju pengulangan biasanya bergantung pada media 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 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 oleh emisi terstimulasi, yang berbeda dari kebanyakan 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 rambatnya. Dalam kebanyakan kasus, laser terpolarisasi linier, yang berarti medan listrik yang dipancarkan selalu mengarah ke arah yang sama. Cahaya non-terpolarisasi menghasilkan medan listrik yang mengarah ke berbagai arah. Derajat polarisasi biasanya dinyatakan sebagai rasio daya optik dari dua keadaan polarisasi ortogonal, misalnya 100:1 atau 500:1.