파장, 전력 및 에너지, 반복률, 간섭 길이 등 레이저 용어.

파장(일반 단위: nm ~ µm):

레이저의 파장은 방출된 광파의 공간 주파수를 나타냅니다. 특정 사용 사례에 대한 최적의 파장은 응용 분야에 따라 크게 달라집니다. 재료를 가공하는 동안 다양한 재료는 고유한 파장 흡수 특성을 가지게 되어 재료와의 상호 작용이 달라집니다. 마찬가지로, 대기 흡수 및 간섭은 원격 감지에서 특정 파장에 다르게 영향을 미칠 수 있으며 의료 레이저 응용 분야에서는 피부색에 따라 특정 파장을 다르게 흡수합니다. 더 짧은 파장의 레이저와 레이저 광학은 더 작은 초점 지점으로 인해 주변 가열을 최소화하는 작고 정밀한 기능을 만드는 데 이점이 있습니다. 그러나 일반적으로 장파장 레이저보다 가격이 더 비싸고 손상되기 쉽습니다.

전력 및 에너지(공통 단위: W 또는 J):

레이저 전력은 연속파(CW) 레이저의 광 전력 출력 또는 펄스 레이저의 평균 전력을 설명하는 데 사용되는 와트(W) 단위로 측정됩니다. 또한, 펄스 레이저의 특징은 펄스 에너지가 평균 출력에 정비례하고 펄스 반복률에 반비례한다는 것입니다. 에너지의 단위는 줄(J)이다.

펄스 에너지 = 평균 전력 반복률 펄스 에너지 = 평균 전력 반복률.

더 높은 출력과 에너지를 가진 레이저는 일반적으로 더 비싸고 더 많은 폐열을 생성합니다. 전력과 에너지가 증가함에 따라 높은 빔 품질을 유지하는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다.

펄스 지속 시간(공통 단위: fs ~ ms):

레이저 펄스 지속 시간 또는(예: 펄스 폭)은 일반적으로 레이저가 최대 광 출력(FWHM)의 절반에 도달하는 데 걸리는 시간으로 정의됩니다. 초고속 레이저는 피코초(10-12초)에서 아토초(10-18초)에 이르는 짧은 펄스 지속 시간이 특징입니다.

반복률(공통 단위:Hz ~ MHz):

펄스 레이저의 반복 속도 또는 펄스 반복 주파수는 초당 방출되는 펄스 수를 나타내며, 이는 순차 펄스 간격의 역수입니다. 앞서 언급했듯이 반복률은 펄스 에너지에 반비례하고 평균 전력에 정비례합니다. 반복률은 일반적으로 레이저 이득 매체에 따라 다르지만 많은 경우 반복률은 다를 수 있습니다. 반복률이 높을수록 레이저 광학 장치 표면과 최종 초점 지점의 ​​열 이완 시간이 짧아져 재료가 더 빨리 가열될 수 있습니다.

일관성 길이(공통 단위: mm ~ cm):

레이저는 일관성이 있습니다. 이는 서로 다른 시간이나 위치에서 전기장의 위상 값 사이에 고정된 관계가 있음을 의미합니다. 이는 레이저 광이 대부분의 다른 유형의 광원과 달리 유도 방출에 의해 생성되기 때문입니다. 간섭성은 전파 전반에 걸쳐 점차 약해지며, 레이저의 간섭 길이는 시간적 일관성이 특정 품질을 유지하는 거리를 정의합니다.

양극화:

편광은 전파 방향에 항상 수직인 광파의 전기장의 방향을 정의합니다. 대부분의 경우 레이저 광은 선형으로 편광됩니다. 즉, 방출된 전기장은 항상 같은 방향을 가리킵니다. 편광되지 않은 빛은 다양한 방향을 가리키는 전기장을 생성합니다. 편광 정도는 일반적으로 100:1 또는 500:1과 같은 두 직교 편광 상태의 광 출력 비율로 표현됩니다.

빔 직경(공통 단위: mm ~ cm):

레이저의 빔 직경은 빔의 측면 확장, 즉 전파 방향에 수직인 물리적 크기를 나타냅니다. 이는 일반적으로 1/e2 폭, 즉 빔 강도가 최대값의 1/e2(약 13.5%)에 도달하는 지점에서 정의됩니다. 1/e2 지점에서 전계 강도는 최대값의 1/e(약 37%)로 떨어집니다. 빔 직경이 클수록 빔 클리핑을 방지하는 데 필요한 광학 장치와 전체 시스템이 커지므로 비용이 증가합니다. 그러나 빔 직경을 줄이면 전력/에너지 밀도가 증가하여 해로운 영향을 미칠 수도 있습니다.

전력 또는 에너지 밀도(일반 단위: W/cm2 ~ MW/cm2 또는 µJ/cm2 ~ J/cm2):

빔 직경은 레이저 빔의 파워/에너지 밀도(즉, 단위 면적당 광 파워/에너지)와 관련이 있습니다. 빔의 전력 또는 에너지가 일정한 경우 빔 직경이 클수록 전력/에너지 밀도는 작아집니다. 고출력/에너지 밀도 레이저는 일반적으로 시스템(예: 레이저 절단 또는 레이저 용접 응용 분야)의 이상적인 최종 출력이지만, 낮은 레이저의 출력/에너지 밀도는 종종 시스템 내에서 레이저로 인한 손상을 방지하는 데 도움이 됩니다. 이는 또한 빔의 고출력/고에너지 밀도 영역이 공기를 이온화하는 것을 방지합니다. 이러한 이유로 빔 확장기는 종종 직경을 증가시켜 레이저 시스템 내부의 출력/에너지 밀도를 줄이는 데 사용됩니다. 그러나 빔을 너무 많이 확장하여 시스템 조리개 내에 끼어 에너지가 낭비되고 손상이 발생할 수 있으므로 주의해야 합니다.