Hvilke faktorer påvirker strålekvaliteten?

I laserfysik henviser strålehøjkvaliteten til, hvor godt en laserstråle forbliver fokuseret.Jo højere kvalitet er, desto mindre divergens i bjælken.Strålekvalitet kan påvirkes af en række faktorer, såsom typen og kvaliteten af laserkomponenterne, typen af anvendt laserforstærkning, den anvendte optiske pumpemetode, effektniveauet og de mekaniske og termiske spændinger på laseren.

Der er en afvejning mellem strålekvalitet og strålekraft.Når energi pumpes ind i laserne, får medium, som laseren bruger til at forstærke lyset, vil noget af energien omdanne til varme.Overskydende varme kan resultere i temperaturgradienter i mediet, der producerer en termisk linseffekt, hvilket reducerer bjælkekvaliteten.Dette gør den type forstærkningsmedium, der er anvendt vigtige.

Gaslasere har en tendens til at være mindre sårbare over for termisk linse på grund af den nedre densitet af deres medier, og kuldioxidlasere kan opretholde højstrålekvalitet ved meget høje effektniveauer.Blandt lasere af fast tilstand produceres de højeste bjælkeegenskaber af en-mode fiberlasere og tynde disklasere.Fiberlasere bruger siliciumdioxidglas dopet med sjældne jordioner, såsom ytterbium eller neodym som deres forstærkningsmedium, og tynddisk lasere bruger yttrium aluminium granatkrystaller dopet med trivalente ytterbiumioner.Disse lasere kan opretholde meget højstrålekvalitet, selv ved effektniveauer på flere kilowatt.Ved lavere effektniveauer kan der produceres ekstremt højstrålekvalitet af helium-neongaslasere og overfladeemitterende halvlederlasere.

Andre komponenter i laserdesignet er også vigtige for strålekvalitet, såsom størrelse og konfiguration af lasere optiskeresonator.Design, der injicerer lys i forstærkningsmediet langs laserstrålens sti, en teknik kaldet slutpumpning, producerer højere strålekvalitet end sidepumpende lasere.Mode-rengøringsmidler kan bruges til at forbedre strålekvaliteten enten ved at passere strålen gennem en enkelt-mode fiber eller ved at bruge en linse til at fokusere en ukollimeret stråle gennem et pinhole og ind i en anden linse, der erindret med strålen.

Stråle kvalitet påvirkes også ogsåVed betingelsen af laserkomponenterne.Lasere med fast tilstand kan lide reduceret kvalitet, hvis der er defekter i overfladen af dets medium, hvilket kan forårsage bølgefrontforvrængninger og spredning.Kvaliteten skades også af forkert justerede komponenter, som kan være forårsaget af mekaniske spændinger, temperaturændringer i lasermiljøet eller termisk ekspansion fra laserne egen varme.Objektivfejl kan også påvirke kvaliteten.