Welke factoren beïnvloeden de bundelkwaliteit?

In laserfysica verwijst bundelkwaliteit naar hoe goed een laserstraal gefocust blijft.Hoe hoger de kwaliteit, hoe minder divergentie in de balk.Bundelkwaliteit kan worden beïnvloed door een aantal factoren, zoals het type en de kwaliteit van de laserscomponenten, het type lasergailletmedium dat wordt gebruikt, de gebruikte optische pompmethode, het vermogensniveau en de mechanische en thermische spanningen op de laser.

Er is een afweging tussen bundelkwaliteit en balkkracht.Wanneer energie in het lasers wordt gepompt, versterkt het medium, dat de laser gebruikt om licht te versterken, zal een deel van de energie omzetten in warmte.Overtollige warmte kan resulteren in temperatuurgradiënten in het medium die een thermisch lenseffect produceren, waardoor de kwaliteit van de stralen wordt verminderd.Dit maakt het type versterkingsmedium dat belangrijk wordt gebruikt.

Gaslasers zijn meestal minder kwetsbaar voor thermische lensing vanwege de lagere dichtheid van hun media, en koolstofdioxidelasers kunnen hoge bundelkwaliteit bij zeer hoge vermogensniveaus behouden.Onder lasers vaste toestand worden de hoogste bundelkwaliteiten geproduceerd door single-mode vezellasers en dunne schijflasers.Vezellazers gebruiken siliciumdioxideglas gedoteerd met zeldzame aardionen zoals ytterbium of neodymium als hun versterkingsmedium, en dunne-schijflasers gebruiken yttrium aluminium granaatkristallen gedoteerd met driede Ytterbium-ionen.Deze lasers kunnen een zeer hoge bundelkwaliteit behouden, zelfs bij vermogensniveaus van verschillende kilowatt.Bij lagere vermogensniveaus kan de extreem hoge bundelkwaliteit worden geproduceerd door helium-neon gaslasers en oppervlakte-emitterende halfgeleiderlasers.

Andere componenten van het lasersontwerp zijn ook belangrijk voor de bundelkwaliteit, zoals de grootte en configuratie van de optische lasers optischresonator.Ontwerpen die licht in het versterkingsmedium injecteren langs het pad van de laserstraal, een techniek genaamd eindpompen, produceren een hogere bundelkwaliteit dan zijpompelende lasers.Modusreinigers kunnen worden gebruikt om de straalkwaliteit te verbeteren door de balk door een single-mode vezel te geven of door een lens te gebruiken om een ongecollimeerde balk door een pinhole te concentreren en in een tweede lens die de balk herinnert.

bundelkwaliteit wordt ook beïnvloeddoor de toestand van de Lasers -componenten.Lasers van vaste toestand kunnen lijden aan een verminderde kwaliteit als er defecten in het oppervlak van het medium zijn, wat golvendvervormingen en verstrooiing kan veroorzaken.Kwaliteit wordt ook geschaad door verkeerd uitgelijnde componenten, die kunnen worden veroorzaakt door mechanische spanningen, temperatuurveranderingen in de lasersomgeving of thermische expansie van de eigen hitte van de lasers.Lensfouten kunnen ook de kwaliteit beïnvloeden.