Faktor apa yang mempengaruhi kualitas balok?

Dalam fisika laser, kualitas balok mengacu pada seberapa baik sinar laser tetap fokus.Semakin tinggi kualitasnya, semakin sedikit perbedaan dalam balok.Kualitas balok dapat dipengaruhi oleh sejumlah faktor, seperti jenis dan kualitas komponen laser, jenis media penguatan laser yang digunakan, metode pemompaan optik yang digunakan, tingkat daya dan tekanan mekanik dan termal pada laser.

Ada trade-off antara kualitas balok dan kekuatan balok.Ketika energi dipompa ke dalam medium gain laser, yang digunakan laser untuk memperkuat cahaya, beberapa energi akan dikonversi menjadi panas.Kelebihan panas dapat menghasilkan gradien suhu dalam medium yang menghasilkan efek lensa termal, mengurangi kualitas balok.Hal ini membuat jenis media penguatan yang digunakan penting.

Laser gas cenderung kurang rentan terhadap lensa termal karena kepadatan media mereka yang lebih rendah, dan laser karbon dioksida dapat mempertahankan kualitas balok yang tinggi pada tingkat daya yang sangat tinggi.Di antara laser solid-state, kualitas balok tertinggi diproduksi oleh laser serat mode tunggal dan laser disk tipis.Laser serat menggunakan kaca silikon dioksida yang didoping dengan ion tanah jarang seperti ytterbium atau neodymium sebagai medium penguatannya, dan laser disk tipis menggunakan kristal garnet aluminium yttrium yang didoping dengan ion ytterbium trivalen.Laser ini dapat mempertahankan kualitas balok yang sangat tinggi bahkan pada tingkat daya beberapa kilowatt.Pada tingkat daya yang lebih rendah, kualitas balok yang sangat tinggi dapat diproduksi oleh laser gas helium-neon dan laser semikonduktor pemancar permukaan.

Komponen lain dari desain laser juga penting untuk kualitas balok, seperti ukuran dan konfigurasi laser optikresonator.Desain yang menyuntikkan cahaya ke media penguatan di sepanjang jalur balok laser, teknik yang disebut pompa akhir, menghasilkan kualitas balok yang lebih tinggi daripada laser pompa samping.Mode Cleaners dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas balok baik dengan melewati balok melalui serat mode tunggal atau dengan menggunakan lensa untuk memfokuskan balok yang tidak terkolimasi melalui lubang jarum dan ke dalam lensa kedua yang mengingat kembali balok.

Kualitas balok juga terpengaruhdengan kondisi komponen laser.Laser solid-state dapat menderita kualitas berkurang jika ada cacat di permukaan mediumnya, yang dapat menyebabkan distorsi dan hamburan muka gelombang.Kualitas juga dirugikan oleh komponen yang tidak selaras, yang dapat disebabkan oleh tekanan mekanis, perubahan suhu di lingkungan laser atau ekspansi termal dari panas laser sendiri.Kelemahan lensa juga dapat memengaruhi kualitas.