Hullámhossz, teljesítmény és energia, ismétlési sebesség, koherenciahossz stb., lézer terminológia.

Hullámhossz (általános mértékegységek: nm-től µm-ig):

A lézer hullámhossza a kibocsátott fényhullám térbeli frekvenciáját írja le. Az optimális hullámhossz egy adott használati esethez nagymértékben függ az alkalmazástól. Az anyagfeldolgozás során a különböző anyagok egyedi hullámhossz-abszorpciós jellemzőkkel rendelkeznek, ami eltérő kölcsönhatást eredményez az anyagokkal. Hasonlóképpen, a légköri abszorpció és az interferencia bizonyos hullámhosszakat eltérően befolyásolhat a távérzékelés során, és az orvosi lézeres alkalmazásokban a különböző bőrszínek bizonyos hullámhosszakat eltérően nyelnek el. A rövidebb hullámhosszú lézerek és lézeroptikák előnye, hogy kicsi, precíz funkciókat hoznak létre, amelyek minimális perifériás fűtést generálnak a kisebb fókuszált foltok miatt. Általában azonban drágábbak és érzékenyebbek a károsodásra, mint a hosszabb hullámhosszú lézerek.

Teljesítmény és energia (közös mértékegységek: W vagy J):

A lézerteljesítményt wattban (W) mérik, amelyet a folyamatos hullámú (CW) lézer optikai kimeneti teljesítményének vagy az impulzuslézer átlagos teljesítményének leírására használnak. Ezen túlmenően az impulzuslézer jellemzője, hogy impulzusenergiája egyenesen arányos az átlagos teljesítménnyel és fordítottan arányos az impulzusismétlési sebességgel. Az energia mértékegysége Joule (J).

Impulzus energia = átlagos teljesítmény ismétlési arány Impulzus energia = átlagos teljesítmény ismétlési arány.

A nagyobb teljesítményű és energiájú lézerek általában drágábbak és több hulladékhőt termelnek. A teljesítmény és az energia növekedésével a távolsági sugár minőségének fenntartása egyre nehezebbé válik.

Impulzus időtartama (általános mértékegységek: fs-től ms-ig):

A lézerimpulzus időtartamát vagy (azaz: impulzusszélességet) általában úgy határozzák meg, mint az az idő, amely alatt a lézer eléri maximális optikai teljesítményének (FWHM) felét. Az ultragyors lézereket rövid impulzus-időtartam jellemzi, a pikoszekundumtól (10-12 másodperc) az attoszekundumig (10-18 másodpercig) terjed.

Ismétlési sebesség (általános mértékegységek: Hz–MHz):

Az impulzuslézer ismétlési gyakorisága vagy impulzusismétlési frekvencia a másodpercenként kibocsátott impulzusok számát írja le, amely a szekvenciális impulzustávolság reciproka. Mint korábban említettük, az ismétlési gyakoriság fordítottan arányos az impulzusenergiával és egyenesen arányos az átlagos teljesítménnyel. Bár az ismétlési sebesség általában a lézer erősítő közegétől függ, sok esetben az ismétlési gyakoriság változhat. Minél nagyobb az ismétlési sebesség, annál rövidebb a termikus relaxációs idő a lézeroptika felületén és a végső fókuszponton, ami lehetővé teszi az anyag gyorsabb felmelegedését.

Koherencia hossz (általános mértékegységek: mm-től cm-ig):

A lézerek koherensek, ami azt jelenti, hogy az elektromos mező fázisértékei között rögzített kapcsolat van különböző időpontokban vagy helyeken. Ennek az az oka, hogy a lézerfényt stimulált emisszió állítja elő, ellentétben a legtöbb más típusú fényforrással. A koherencia a terjedés során fokozatosan gyengül, és a lézer koherenciahossza határozza meg azt a távolságot, amelyen keresztül az időbeli koherenciája egy bizonyos minőséget fenntart.

Polarizáció:

A polarizáció határozza meg a fényhullám elektromos terejének irányát, amely mindig merőleges a terjedési irányra. A legtöbb esetben a lézerfény lineárisan polarizált, vagyis a kibocsátott elektromos tér mindig ugyanabba az irányba mutat. A polarizálatlan fény elektromos mezőket hoz létre, amelyek sok különböző irányba mutatnak. A polarizáció mértékét általában két ortogonális polarizációs állapot optikai teljesítményének arányában fejezik ki, például 100:1 vagy 500:1.

A gerenda átmérője (általános mértékegységek: mm-től cm-ig):

A lézer sugár átmérője a sugár oldalirányú kiterjedését, vagy a terjedési irányra merőleges fizikai méretét jelenti. Általában 1/e2 szélességben határozzák meg, vagyis azon a ponton, ahol a nyaláb intenzitása eléri a maximális értékének 1/e2-ét (≈ 13,5%). Az 1/e2 ponton az elektromos térerősség a maximális értékének 1/e-ére (≈ 37%) csökken. Minél nagyobb a sugár átmérője, annál nagyobb az optika és a teljes rendszer szükséges a nyaláb elvágásának elkerüléséhez, ami megnövekedett költségeket eredményez. A nyaláb átmérőjének csökkentése azonban növeli a teljesítmény/energiasűrűséget, aminek szintén lehetnek káros hatásai.

Teljesítmény- vagy energiasűrűség (általános mértékegységek: W/cm2 – MW/cm2 vagy µJ/cm2 – J/cm2):

A sugár átmérője a lézersugár teljesítmény-/energiasűrűségétől függ (azaz az egységnyi felületre eső optikai teljesítmény/energia). Ha a sugár teljesítménye vagy energiája állandó, minél nagyobb a nyaláb átmérője, annál kisebb a teljesítmény/energiasűrűség. A nagy teljesítmény/energiasűrűségű lézerek általában a rendszer ideális végső teljesítményét jelentik (például lézeres vágási vagy lézerhegesztési alkalmazásoknál), de alacsony A lézer teljesítmény/energiasűrűsége gyakran előnyös a rendszeren belül, megelőzve a lézer által kiváltott károsodást. Ez azt is megakadályozza, hogy a sugár nagy teljesítményű/nagy energiasűrűségű tartományai ionizálják a levegőt. Ezen okok miatt gyakran használnak sugártágítókat az átmérő növelésére, így csökkentve a lézerrendszeren belüli teljesítmény/energiasűrűséget. Ügyelni kell azonban arra, hogy a nyaláb ne táguljon annyira ki, hogy az a rendszer nyílásán belül lecsípjön, ami energiapazarlást és esetleges károsodást eredményez.