Những yếu tố nào ảnh hưởng đến chất lượng chùm tia?

Trong vật lý laser, chất lượng chùm tia đề cập đến việc một chùm tia laser vẫn tập trung tốt như thế nào.Chất lượng càng cao, sự phân kỳ trong chùm càng ít.Chất lượng chùm tia có thể bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố, chẳng hạn như loại và chất lượng của các thành phần laser, loại môi trường tăng laser được sử dụng, phương pháp bơm quang được sử dụng, mức năng lượng và ứng suất cơ học và nhiệt trên laser.Có sự đánh đổi giữa chất lượng chùm tia và sức mạnh chùm tia.Khi năng lượng được bơm vào môi trường Laser đạt được, laser sử dụng để khuếch đại ánh sáng, một số năng lượng sẽ chuyển thành nhiệt.Nhiệt dư có thể dẫn đến độ dốc nhiệt độ trong môi trường tạo ra hiệu ứng thấu kính nhiệt, làm giảm chất lượng dầm.Điều này làm cho loại mức độ tăng được sử dụng trở nên quan trọng. Các laser khí có xu hướng ít bị tổn thương hơn với thấu kính nhiệt vì mật độ thấp hơn của môi trường của chúng và laser carbon dioxide có thể duy trì chất lượng chùm tia cao ở mức công suất rất cao.Trong số các laser trạng thái rắn, chất lượng chùm cao nhất được sản xuất bởi laser sợi đơn chế độ và laser đĩa mỏng.Laser sợi sử dụng thủy tinh silicon dioxide pha tạp với các ion đất hiếm như ytterbium hoặc neodymium làm trung bình tăng của chúng và các laser đĩa mỏng sử dụng các tinh thể garnet nhôm yttrium được pha tạp với các ion ytterbium trivalent.Những laser này có thể duy trì chất lượng chùm rất cao ngay cả ở mức năng lượng của vài kilowatt.Ở mức năng lượng thấp hơn, chất lượng chùm cực cao có thể được sản xuất bằng laser khí helium-neon và laser bán dẫn phát ra bề mặt.cộng hưởng.Các thiết kế tiêm ánh sáng vào môi trường tăng dọc theo đường dẫn của chùm tia laser, một kỹ thuật gọi là bơm đầu, tạo ra chất lượng chùm tia cao hơn so với laser bơm bên.Chế độ làm sạch có thể được sử dụng để cải thiện chất lượng chùm tia bằng cách truyền chùm tia qua sợi một chế độ hoặc bằng cách sử dụng ống kính để tập trung chùm tia không phù hợp qua lỗ kim và vào ống kính thứ hai hồi tưởng lại chùm tia. Chất lượng chùm tia cũng bị ảnh hưởngbởi điều kiện của các thành phần laser.Laser trạng thái rắn có thể bị giảm chất lượng nếu có các khiếm khuyết trên bề mặt môi trường của nó, có thể gây ra biến dạng và tán xạ mặt sóng.Chất lượng cũng bị tổn hại bởi các thành phần bị sai lệch, có thể gây ra bởi các ứng suất cơ học, sự thay đổi nhiệt độ trong môi trường laser hoặc mở rộng nhiệt từ nhiệt của Laser.Lỗ hổng ống kính cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng.