ความยาวคลื่น กำลังและพลังงาน อัตราการทำซ้ำ ความยาวการเชื่อมโยงกัน ฯลฯ คำศัพท์เฉพาะทางเลเซอร์

ความยาวคลื่น (หน่วยทั่วไป: nm ถึง µm):

ความยาวคลื่นของเลเซอร์อธิบายความถี่เชิงพื้นที่ของคลื่นแสงที่ปล่อยออกมา ความยาวคลื่นที่เหมาะสมที่สุดสำหรับกรณีการใช้งานเฉพาะนั้นขึ้นอยู่กับการใช้งานเป็นหลัก ในระหว่างการประมวลผลวัสดุ วัสดุที่แตกต่างกันจะมีลักษณะการดูดซับความยาวคลื่นที่เป็นเอกลักษณ์ ส่งผลให้มีปฏิสัมพันธ์กับวัสดุที่แตกต่างกัน ในทำนองเดียวกัน การดูดกลืนแสงและการรบกวนในชั้นบรรยากาศอาจส่งผลต่อความยาวคลื่นบางอย่างแตกต่างกันในการสำรวจระยะไกล และในการใช้งานเลเซอร์ทางการแพทย์ สีผิวที่ต่างกันจะดูดซับความยาวคลื่นบางอย่างแตกต่างกัน เลเซอร์และออปติกเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่ามีข้อดีในการสร้างคุณสมบัติขนาดเล็กและแม่นยำ ซึ่งสร้างความร้อนบริเวณรอบข้างน้อยที่สุดเนื่องจากมีจุดโฟกัสที่เล็กกว่า อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้วจะมีราคาแพงกว่าและเสี่ยงต่อความเสียหายมากกว่าเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นยาว

กำลังและพลังงาน (หน่วยทั่วไป: W หรือ J):

กำลังเลเซอร์วัดเป็นวัตต์ (W) ซึ่งใช้เพื่ออธิบายกำลังแสงที่ส่งออกของเลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง (CW) หรือกำลังเฉลี่ยของเลเซอร์พัลซิ่ง นอกจากนี้ คุณลักษณะของเลเซอร์พัลซิ่งคือพลังงานพัลส์เป็นสัดส่วนโดยตรงกับกำลังเฉลี่ยและเป็นสัดส่วนผกผันกับอัตราการเกิดซ้ำของพัลส์ หน่วยของพลังงานคือจูล (J)

พลังงานพัลส์ = อัตราการทำซ้ำของพลังงานโดยเฉลี่ย พลังงานพัลส์ = อัตราการทำซ้ำของพลังงานโดยเฉลี่ย

เลเซอร์ที่มีกำลังและพลังงานสูงกว่าโดยทั่วไปจะมีราคาแพงกว่าและผลิตความร้อนเหลือทิ้งได้มากกว่า เมื่อกำลังและพลังงานเพิ่มขึ้น การรักษาคุณภาพไฟสูงจึงกลายเป็นเรื่องยากมากขึ้น

ระยะเวลาพัลส์ (หน่วยทั่วไป: fs ถึง ms):

โดยทั่วไประยะเวลาของพัลส์เลเซอร์หรือ (เช่น ความกว้างของพัลส์) หมายถึงเวลาที่ใช้สำหรับเลเซอร์ในการเข้าถึงพลังงานแสงสูงสุด (FWHM) ครึ่งหนึ่ง เลเซอร์ที่เร็วมากมีลักษณะเฉพาะคือระยะเวลาพัลส์สั้น ตั้งแต่พิโควินาที (10-12 วินาที) ไปจนถึงระดับอัตโตวินาที (10-18 วินาที)

อัตราการทำซ้ำ (หน่วยทั่วไป: Hz ถึง MHz):

อัตราการทำซ้ำของพัลส์เลเซอร์หรือความถี่การเกิดซ้ำของพัลส์ อธิบายจำนวนพัลส์ที่ปล่อยออกมาต่อวินาที ซึ่งเป็นส่วนกลับของระยะห่างพัลส์ตามลำดับ ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น อัตราการทำซ้ำจะแปรผกผันกับพลังงานพัลส์และเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกำลังเฉลี่ย แม้ว่าอัตราการเกิดซ้ำมักจะขึ้นอยู่กับตัวกลางที่ได้รับของเลเซอร์ แต่ในหลายกรณีอัตราการเกิดซ้ำอาจแตกต่างกันไป ยิ่งอัตราการทำซ้ำสูง ระยะเวลาการผ่อนคลายความร้อนที่พื้นผิวของเลนส์เลเซอร์และจุดโฟกัสสุดท้ายก็จะสั้นลง ส่งผลให้วัสดุร้อนเร็วขึ้น

ความยาวการเชื่อมโยงกัน (หน่วยทั่วไป: มม. ถึง ซม.):

เลเซอร์มีความสอดคล้องกัน ซึ่งหมายความว่ามีความสัมพันธ์คงที่ระหว่างค่าเฟสของสนามไฟฟ้าในเวลาหรือสถานที่ต่างกัน เนื่องจากแสงเลเซอร์เกิดจากการกระตุ้นการปล่อยแสง ซึ่งแตกต่างจากแหล่งกำเนิดแสงประเภทอื่นๆ ส่วนใหญ่ การเชื่อมโยงกันจะค่อยๆ ลดลงตลอดการแพร่กระจาย และความยาวของการเชื่อมโยงกันของเลเซอร์จะกำหนดระยะทางที่การเชื่อมโยงกันของเวลาจะรักษาคุณภาพไว้

โพลาไรซ์:

โพลาไรเซชันกำหนดทิศทางของสนามไฟฟ้าของคลื่นแสงซึ่งจะตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายเสมอ ในกรณีส่วนใหญ่ แสงเลเซอร์จะมีโพลาไรซ์เชิงเส้น ซึ่งหมายความว่าสนามไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจะชี้ไปในทิศทางเดียวกันเสมอ แสงที่ไม่มีโพลาไรซ์จะสร้างสนามไฟฟ้าที่ชี้ไปในทิศทางต่างๆ มากมาย ระดับของโพลาไรเซชันมักแสดงเป็นอัตราส่วนของกำลังแสงของสถานะโพลาไรเซชันมุมฉากสองสถานะ เช่น 100:1 หรือ 500:1

เส้นผ่านศูนย์กลางลำแสง (หน่วยทั่วไป: มม. ถึง ซม.):

เส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงของเลเซอร์แสดงถึงส่วนขยายด้านข้างของลำแสง หรือขนาดทางกายภาพที่ตั้งฉากกับทิศทางของการแพร่กระจาย โดยปกติจะกำหนดไว้ที่ความกว้าง 1/e2 นั่นคือจุดที่ความเข้มของลำแสงถึง 1/e2 (ประมาณ 13.5%) ของค่าสูงสุด ที่จุด 1/e2 ความแรงของสนามไฟฟ้าจะลดลงเหลือ 1/e (ประมาณ 37%) ของค่าสูงสุด ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงมีขนาดใหญ่เท่าใด เลนส์และระบบโดยรวมก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ลำแสงตัด ส่งผลให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม การลดเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงจะเพิ่มกำลัง/ความหนาแน่นของพลังงาน ซึ่งอาจส่งผลเสียได้เช่นกัน

กำลังหรือความหนาแน่นของพลังงาน (หน่วยทั่วไป: W/cm2 ถึง MW/cm2 หรือ µJ/cm2 ถึง J/cm2):

เส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงสัมพันธ์กับกำลัง/ความหนาแน่นของพลังงานของลำแสงเลเซอร์ (นั่นคือ กำลังแสง/พลังงานต่อหน่วยพื้นที่) เมื่อกำลังหรือพลังงานของลำแสงคงที่ ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงมีขนาดใหญ่เท่าใด ความหนาแน่นของกำลัง/พลังงานก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น เลเซอร์พลังงานสูง/ความหนาแน่นของพลังงานมักจะเป็นผลลัพธ์สุดท้ายที่เหมาะสมที่สุดของระบบ (เช่น ในการตัดด้วยเลเซอร์หรือการเชื่อมด้วยเลเซอร์) แต่ต่ำ ความหนาแน่นของพลังงาน/พลังงานของเลเซอร์มักจะเป็นประโยชน์ภายในระบบ เพื่อป้องกันความเสียหายที่เกิดจากเลเซอร์ นอกจากนี้ยังช่วยป้องกันไม่ให้บริเวณที่มีกำลังสูง/ความหนาแน่นของพลังงานสูงของลำแสงเกิดการแตกตัวเป็นไอออนในอากาศ ด้วยเหตุผลเหล่านี้ จึงมักใช้เครื่องขยายลำแสงเพื่อเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลาง ซึ่งช่วยลดความหนาแน่นของพลังงาน/พลังงานภายในระบบเลเซอร์ อย่างไรก็ตาม ต้องใช้ความระมัดระวังอย่าขยายลำแสงมากจนไปติดภายในรูรับแสงของระบบ ส่งผลให้เกิดการสิ้นเปลืองพลังงานและความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น