Hvilke faktorer påvirker bjelkekvaliteten?

I laserfysikk refererer bjelkekvalitet til hvor godt en laserstråle forblir fokusert.Jo høyere kvalitet, desto mindre divergens i bjelken.Strålekvalitet kan påvirkes av en rekke faktorer, for eksempel typen og kvaliteten på lasere -komponentene, typen laserforsterkningsmedium som brukes, den optiske pumpemetoden som brukes, effektnivået og mekaniske og termiske belastninger på laseren.

Det er en avveining mellom strålekvalitet og strålekraft.Når energi pumpes inn i laserne får medium, som laseren bruker for å forsterke lys, vil noe av energien konvertere til varme.Overskytende varme kan føre til temperaturgradienter i mediet som gir en termisk linseeffekt, og reduserer bjelkekvaliteten.Dette gjør den typen gevinstmedium som brukes viktig.

Gasslasere har en tendens til å være mindre sårbare for termisk linsing på grunn av den lavere tettheten av media, og karbondioksidlasere kan opprettholde høy strålekvalitet ved veldig høye effektnivåer.Blant solid-state-lasere produseres de høyeste stråleegenskapene av enkeltmodus fiberlasere og tynne disklasere.Fiberlasere bruker silisiumdioksidglass dopet med sjeldne jordioner som Ytterbium eller neodym som deres forsterkningsmedium, og lasere med tynn-tyntdisk bruker yttrium aluminiums granatkrystaller dopet med trivalente ytterbiumioner.Disse laserne kan opprettholde veldig høy bjelkekvalitet selv i effektnivå på flere kilowatt.Ved lavere effektnivå kan ekstremt høy strålekvalitet produseres av helium-neon gasslasere og overflate-emitterende halvlederlasere.

Resonator.Design som injiserer lys i forsterkningsmediet langs laserstrålen, en teknikk som kalles endepumping, produserer høyere strålekvalitet enn sidepumpende lasere.Modusrensere kan brukes til å forbedre strålekvaliteten enten ved å føre bjelken gjennom en enkeltmodus fiber eller ved å bruke et objektiv for å fokusere en ikke-kollimert bjelke gjennom et pinhole og inn i en andre linse som gjenvinner bjelken. Strålekvaliteten påvirkes ogsåetter lasers komponenter.Solid-state-lasere kan lide redusert kvalitet hvis det er defekter i overflaten av mediet, noe som kan forårsake forvrengning av bølgefront og spredning.Kvalitet blir også skadet av feiljusterte komponenter, som kan være forårsaket av mekaniske påkjenninger, temperaturendringer i lasersmiljøet eller termisk ekspansjon fra lasere egen varme.Linsefeil kan også påvirke kvaliteten.