激光器如何選擇

激光器產(chǎn)品選擇方法

    激光器在1960年問(wèn)世至今已經(jīng)滲透到生產(chǎn)、科研、醫療和生活等各個(gè)領(lǐng)域。在各類(lèi)應用中，激光器的參數直接決定了使用者對激光光源的選擇。

一、輸出功率

  與電能一樣，激光器發(fā)出的光也是一種能源，只是它以光能的形成出現。所以激光器的輸出功率與發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電機的輸出功率一樣，是一個(gè)度量單位時(shí)間內輸出激光能量的物理量，度量單位常用毫瓦（mW）、瓦(W)、千瓦（kW）等。

二、功率穩定性

  功率穩定性表征的是激光輸出功率在一定時(shí)間內的不穩定度，一般分為RMS穩定性和峰峰值穩定性。

 

  RMS穩定性：測試時(shí)間內所有采樣功率值的均方根與功率平均值的比值，描述輸出功率偏離功率平均值的分散程度。在CNI laser的網(wǎng)站上，激光器功率穩定性是4小時(shí)內的RMS穩定性。

峰峰值穩定性：輸出功率的最大值和最小值之差與功率平均值的百分比，表征的是一定時(shí)間內的輸出功率的變化范圍。

三、光束質(zhì)量因子（M2因子）

  光束質(zhì)量因子定義是激光束腰半徑和光束遠場(chǎng)發(fā)散角的乘積與理想基模光束束腰半徑和基模發(fā)散角乘積的比值，光束質(zhì)量會(huì )影響到激光的聚焦效果以及遠場(chǎng)的光斑分布情況，是用來(lái)表征激光光束質(zhì)量的參數，實(shí)際激光光束質(zhì)量因子越接近1，說(shuō)明光束質(zhì)量越接近理想光束，它的光束質(zhì)量就越好。

四、光斑（橫模）

  垂直于激光傳播方向上某一橫截面上的穩定場(chǎng)分布稱(chēng)為橫模，激光器的光斑表征的就是橫模分布，通過(guò)CCD陣列將橫模分布模擬出來(lái)，得到激光器的一些光束特征，

五、光斑直徑

  對于光斑直徑的測量，一般有套孔法、刀口法、激光輪廓分析儀（CCD）測量等。

套孔法：由于實(shí)驗上很難做到孔與光束同心，因而精確度難保證。

激光輪廓分析儀（CCD）測試：可保證測量結果的精確度，軟件界面中光斑直徑可提供四種計量方法的測試結果，其中*泛使用的是以峰值的13.5%(1/e2)為邊界的定義方法，這種測試方法雖然精度高，但對于高功率的激光器，CCD存在飽和現象，如用衰減器，可能會(huì )引起光束畸變。

  刀口法：是測量高功率激光器光斑直徑較理想的方法。取待測激光透過(guò)刀口邊緣光功率占總功率10%的刀口位置坐標x1，取待測激光透過(guò)刀口邊緣光功率占總功率90%的刀口位置坐標x2，光斑直徑=1.561×|x1-x2|(其中1.561是擬合值)。 

用直尺或人眼測量可見(jiàn)光的光斑直徑時(shí)，為什么得到的激光光斑直徑要比使用專(zhuān)業(yè)的光斑輪廓分析儀測得的光斑直徑要大？

——這是因為激光能量強且集中，作用到物體上會(huì )有一定發(fā)散，而使用光斑輪廓分析儀測量，常用峰值強度的（13.5%）點(diǎn)處的光斑直徑作為測量結果，所以得到的測量結果會(huì )相對小。

六、激光調制

  激光調制就是利用光作為載體，把信號加載到光上，按照應用要求，實(shí)現信號的傳遞。一般調制分為外調制和內調制，外調制是指激光器外部進(jìn)行的機械調制或者聲光調制；內調制指的是電源驅動(dòng)調制，內調制又分為TTL調制和模擬調制，如圖所示，黃色CH1為輸入的電波形，藍色CH2為調制后的光波形。

TTL調制：通過(guò)外給激光器輸入一定頻率的高低電平(0V或是5V)直流信號時(shí)，低電平閉光，高電平時(shí)滿(mǎn)功率輸出，高電平幅值不可調。

模擬調制：可以自由的調整輸入信號的波形與幅值大小，激光輸出功率隨輸入模擬電壓信號線(xiàn)性改變。