它是如何工作的?

激光產(chǎn)生高度相干、定向的單色光束。任何激光器的基本結(jié)構(gòu)都是基于包含在多個(gè)反射器之間的活性介質(zhì)(氣體或半導(dǎo)體)。激光的反射器通過在介質(zhì)中反復(fù)振蕩來容納光，從而使用一種稱為受激發(fā)射的過程使能量在每次通過時(shí)相干積累。激光輻射由于組件中的部分反射鏡而逃逸。這種光可以用于各種應(yīng)用，包括醫(yī)療設(shè)備、娛樂投影儀、動(dòng)態(tài)測(cè)量傳感、激光制造、定位和機(jī)器視覺。

激光器的技術(shù)指標(biāo)

光束直徑：光束直徑是指在激光器外殼出射面測(cè)量的激光束的直徑。光束直徑可以用幾種不同的方式定義，對(duì)于高斯光束，通常用1/e2寬度來描述。/e2寬度是強(qiáng)度為最大強(qiáng)度值的1/e2=0.135倍的邊緣分布上的兩個(gè)點(diǎn)之間的距離。

光束發(fā)散：假設(shè)激光束是準(zhǔn)直的，但它們總有一定的發(fā)散程度。光束發(fā)散度定義了光束在離光學(xué)孔徑越來越遠(yuǎn)的距離上發(fā)散的程度。光束發(fā)散度由全角度定義。在激光二極管中，由于存在散光，光束發(fā)散度用兩個(gè)值指定。在這種情況下，需要指定光束發(fā)散的方向。圖1顯示了激光二極管的結(jié)構(gòu)，并展示了離開激光器發(fā)射區(qū)域的光束的發(fā)散性。

圖1：激光二極管的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致通常與激光二極管相關(guān)的橢圓光束形狀

扇形角：扇形角是由附件線條或圖案生成器產(chǎn)生的角度。圖2顯示了如何計(jì)算激光二極管模塊線發(fā)生器的扇形角。

圖2：激光二極管模塊線路發(fā)生器扇形角

輸出功率：指定的輸出功率是光束離開激光器外殼后激光的最大功率值。換言之，在通過激光器外殼外部的任何光學(xué)器件之前對(duì)功率進(jìn)行額定。所述數(shù)值通常在+/-10%范圍內(nèi)。光強(qiáng)度通常具有高斯分布，這意味著強(qiáng)度在光束中心最高，并徑向向外消散。

等級(jí)：這是所有激光產(chǎn)品所需的CDRH(設(shè)備和放射衛(wèi)生中心)警告標(biāo)簽。類別名稱對(duì)應(yīng)于在特定波長(zhǎng)下從激光器發(fā)射的激光輻射的最大量。

可檢測(cè)性/可見性：激光光斑的可見性(當(dāng)用眼睛或其他檢測(cè)器觀察時(shí))取決于信噪比(SNR)。SNR是激光器的信號(hào)功率與來自背景非激光照明的噪聲的比率。較高的SNR值意味著激光光斑更容易被檢測(cè)到。對(duì)于視覺應(yīng)用，激光波長(zhǎng)越接近550nm(綠色)，就會(huì)顯得越亮。在探測(cè)器應(yīng)用中，使用濾波來提高SNR是有益的，也許還可以使用透鏡來限制視野。激光波長(zhǎng)應(yīng)選擇為與探測(cè)器的響應(yīng)度最佳匹配。圖3顯示了眼睛對(duì)不同波長(zhǎng)的相對(duì)靈敏度。

圖3：視覺的相對(duì)靈敏度

壽命：電源應(yīng)選擇在盡可能低的電壓下運(yùn)行，以延長(zhǎng)激光器的壽命。建議使用散熱器，如果工作電壓接近最大電壓，則必須使用散熱器。將二極管保持在工作溫度范圍的低端也可以延長(zhǎng)激光器的壽命。二極管模塊通常具有10000至20000小時(shí)的壽命。

審核編輯 黃宇