Қазіргі заманғы лазерлік қолданбаларда сәуле сапасы лазердің жалпы өнімділігін бағалаудың ең маңызды көрсеткіштерінің біріне айналды.'Өндірісте микрон деңгейіндегі дәл кесу немесе лазерлік қашықтықты анықтау кезінде сәуленің сапасы көбінесе қолданудың сәттілігін немесе сәтсіздігін анықтайды.
Сонымен, сәуле сапасы дегеніміз не? Ол лазердің жұмысына қалай әсер етеді? Және нақты қолданба қажеттіліктеріне сәйкес келетін дұрыс сәуле сапасын қалай таңдауға болады?
1. Сәуле сапасы дегеніміз не?
Қарапайым тілмен айтқанда, сәуле сапасы лазер сәулесінің кеңістіктік таралу сипаттамаларын білдіреді. Ол сәуленің қаншалықты жақсы фокустала алатынын, оның дивергенция мінез-құлқын және энергиясының қаншалықты біркелкі таралғанын сипаттайды.
Идеал жағдайда, лазер сәулесі ең кіші дивергенция бұрышымен және ең жақсы фокустау өнімділігімен ерекшеленетін мінсіз Гаусс сәулесіне ұқсайды. Дегенмен, көз құрылымы, материалдық қасиеттер және жылулық әсерлер сияқты факторларға байланысты нақты әлемдегі лазер сәулелері көбінесе таралудан, бұрмаланудан немесе көп режимді интерференциядан зардап шегеді.—осылайша сәуле сапасы төмендейді.
2. Сәуле сапасының жалпы көрсеткіштері
①M² Фактор (сәуленің таралу коэффициенті)
М² мәні сәуле сапасын бағалау үшін қолданылатын негізгі параметр болып табылады.
M² = 1 толық Гаусс сәулесін көрсетеді.
M² > 1 сәуле сапасының нашарлайтынын және фокустау қабілетінің нашарлайтынын білдіреді.
Өнеркәсіптік қолданбаларда, M² әдетте 1,5-тен төмен мәндер талап етіледі, ал ғылыми дәрежелі лазерлер M-ге бағытталған² мәндерін мүмкіндігінше 1-ге жақын етіп орнатыңыз.
②Сәуле дивергенциясы
Сәуле дивергенциясы лазер сәулесінің ұзақ қашықтыққа таралуы кезінде қаншалықты кеңейетінін сипаттайды.
Дивергенция бұрыштарының кішірек болуы сәулелердің шоғырланғандығын, фокустық нүктелердің кішіректігін және ұзақ қашықтықтағы дәлдіктің жоғарырақ болуын білдіреді.
③Сәуле профилі және энергияны бөлу
Жоғары сапалы сәуленің жоғары қарқынды орталығы бар симметриялы, біркелкі сәуле профилі болуы керек. Бұл кесу, белгілеу және басқа да қолданбалар үшін айқын және басқарылатын энергия шығынын қамтамасыз етеді.
3. Сәуле сапасы нақты әлемдегі қолданбаларға қалай әсер етеді
①Дәл өңдеу (кесу/дәнекерлеу/белгілеу):
Сәуле сапасы фокустық нүктенің өлшемін және энергия тығыздығын анықтайды, өңдеу дәлдігі мен тиімділігіне әсер етеді.
②Медициналық лазерлер:
Сәуле сапасы энергияның тіндерге қаншалықты дәл жеткізілетініне және жылу диффузиясының қаншалықты жақсы басқарылатынына әсер етеді.
③Лазерлік қашықтық / LIDAR:
Сәуле сапасы анықтау ауқымы мен кеңістіктік ажыратымдылыққа тікелей әсер етеді.
④Оптикалық байланыс:
Сәуле сапасы сигнал режимінің тазалығына және өткізу қабілеттілігіне әсер етеді.
⑤Ғылыми зерттеулер:
Сәуле сапасы интерференция немесе сызықты емес оптикалық тәжірибелерде когеренттілік пен тұрақтылықты қамтамасыз етеді.
4. Сәуле сапасына әсер ететін негізгі факторлар
①Лазерлік құрылымды жобалау:
Бір режимді лазерлер әдетте көп режимді лазерлерге қарағанда сәуле сапасын жақсартады.
②Күшейту ортасы және резонатор дизайны:
Бұлар режимнің таралуына және сәуленің тұрақтылығына әсер етеді.
③Жылулық әсерді басқару:
Нашар жылу диссипациясы термиялық линзалауға және сәуленің бұрмалануына әкелуі мүмкін.
④Сорғының біркелкілігі және толқын бағыттаушы құрылымы:
Біркелкі емес сорғы немесе құрылымдық ақаулар арқалық пішінінің бұзылуына әкелуі мүмкін.
5. Сәуле сапасын қалай жақсартуға болады
①Құрылғы архитектурасын оңтайландыру:
Бір режимді толқын бағыттаушыларды және симметриялы резонатор конструкцияларын қолданыңыз.
②Жылуды басқару:
Термиялық сәуленің бұрмалануын азайту үшін тиімді жылу қабылдағыштарды немесе белсенді салқындатуды біріктіріңіз.
③Сәуле пішінді оптика:
Коллиматорларды, кеңістіктік сүзгілерді немесе режим түрлендіргіштерін қолданыңыз.
④Сандық басқару және кері байланыс:
Динамикалық түзетуге қол жеткізу үшін нақты уақыт режимінде толқындық фронтты анықтауды және бейімделгіш оптиканы қолданыңыз.
6. Қорытынды
Сәуле сапасы тек физикалық параметрден артық—it's the«дәлдік коды«лазердің'өнімділігі.
Нақты өмірде жоғары сәуле сапасы лазерлік жүйелердің тиімділігін, дәлдігін және сенімділігін айтарлықтай арттыра алады. Жоғары өнімділік пен тұрақтылықты қалайтын пайдаланушылар үшін лазерді таңдағанда сәуле сапасы маңызды фактор болуы керек.
Лазерлік технология дамып келе жатқандықтан, кішігірім құрылғыларда сәулені жақсы басқаруды және қуат тығыздығының жоғарылауын күтуге болады.—озық өндірісте, дәл медицинада, аэроғарышта және басқа да салаларда жаңа мүмкіндіктерге жол ашу.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 22 шілде