Tá raon leathan de chórais léasair coitianta ann d'éagsúlacht na n-iarratas, lena n-áirítear próiseáil ábhar, máinliacht léasair, agus cianbhraiteacht, ach tá príomhpharaiméadair choitianta ag go leor córais léasair. Má bhunaítear téarmaíocht choiteann do na paraiméadair seo cuirtear cosc ar mhíchumarsáid, agus má thuigtear iad is féidir córais agus comhpháirteanna léasair a shonrú i gceart chun freastal ar riachtanais feidhmchláir.
Fíor 1: Scéimreach de chóras próiseála ábhar léasair coitianta, ina bhfuil gach ceann de na 10 bpríomhpharaiméadair de chóras léasair léirithe ag uimhir chomhfhreagrach
Paraiméadair Bunúsacha
Is iad na bunpharaiméadair seo a leanas na coincheapa is bunúsaí de chóras léasair agus tá siad riachtanach chun na pointí níos forbartha a thuiscint.
1: Tonnfhad (aonaid tipiciúla: nm go µm)
Déanann tonnfhad léasair cur síos ar mhinicíocht spásúil na toinne solais astaithe. Braitheann an tonnfhad is fearr do chás úsáide áirithe go mór ar an bhfeidhmchlár. Beidh airíonna ionsúcháin tonnfhad-spleách ar leith ag ábhair éagsúla i bpróiseáil ábhair, rud a fhágann go mbeidh idirghníomhaíochtaí éagsúla leis an ábhar. Ar an gcaoi chéanna, beidh tionchar difriúil ag ionsú agus cur isteach an atmaisféir ar thonnfhad áirithe i gcianbhraite, agus déanfaidh coimpléisc éagsúla tonnfhaid áirithe a ionsú go difriúil in iarratais léasair leighis. Éascaíonn léasair tonnfhad níos giorra agus optaic léasair cruthú gnéithe beaga, beachta le téamh imeallach íosta toisc go bhfuil an láthair fócasach níos lú. Mar sin féin, de ghnáth bíonn siad níos costasaí agus is fusa damáiste a dhéanamh dóibh ná léasair tonnfhad níos faide.
2: Cumhacht agus Fuinneamh (aonaid tipiciúla: W nó J)
Déantar cumhacht léasair a thomhas i vata (W) agus úsáidtear é chun aschur cumhachta optúla léasair tonn leanúnaí (CW) nó meánchumhacht léasair bíogaigh a shainiú. Tá léasair bíogacha tréithrithe freisin ag a bhfuinneamh cuisle, atá comhréireach leis an meánchumhacht agus comhréireach inbhéartach le ráta athrá an léasair (Fíor 2). Déantar fuinneamh a thomhas i ngúl (J).
Fíor 2: Léiriú amhairc ar an ngaol idir fuinneamh bíog, ráta athrá agus meánchumhacht léasair bíogaigh
Is gnách go mbíonn léasair chumhachta agus fuinnimh níos airde níos costasaí agus táirgeann siad níos mó teasa dramhaíola. Bíonn sé níos deacra freisin ardcháilíocht bhíoma a chothabháil le méadú ar chumhacht agus ar fhuinneamh.
3: Fad Pulse (aonaid tipiciúla: fs go ms)
Sainmhínítear fad bíge léasair nó leithead bíge de ghnáth mar an leithead iomlán ag leath uasta (FWHM) de chumhacht solais léasair in aghaidh ama (Fíor 3). Tá go leor buntáistí ag baint le léasair ultra-luath i raon feidhmchlár, lena n-áirítear próiseáil beachta-ábhar agus léasair leighis, agus is sainairíonna iad tréimhsí bíge gearr de thart ar piceasoicindí (10-12 soicind) go dtí soicindí (10-18 soicind).
Fíor 3: bíoga léasair bíogacha scartha in am ag cómhalartach an ráta athrá
4: Ráta athrá (aonaid tipiciúla: Hz go MHz)
Déanann an ráta athrá nó minicíocht athrá bíge léasair bíog cur síos ar líon na bíoga a astaítear in aghaidh an tsoicind nó an t-eatramh cuisle inbhéartach ama (Fíor 3). Mar a luadh níos luaithe, tá an ráta athrá comhréireach inbhéartach leis an bhfuinneamh cuisle agus comhréireach go díreach leis an meánchumhacht. Cé go mbraitheann an ráta athrá de ghnáth ar mheán gnóthachan léasair, féadann sé athrú i go leor cásanna. Mar thoradh ar rátaí athrá níos airde bíonn amanna scíthe teirmeacha níos giorra ag dromchla na snáthoptaice léasair agus ag an bpointe fócais deiridh, rud a fhágann go dtiocfaidh téamh ábhair níos tapúla.
5: Fad comhleanúnachais (aonaid tipiciúla: milliméadar go méadar)
Tá léasair comhleanúnach, rud a chiallaíonn go bhfuil gaol seasta idir luachanna céime an réimse leictrigh ag amanna nó ag láithreacha éagsúla. Tá sé seo amhlaidh mar gheall ar murab ionann agus an chuid is mó de na cineálacha foinsí solais eile, déantar léasair a tháirgeadh trí astú corraithe. Díghrádaíonn comhchuibheas ar fud an phróisis iomadúcháin, agus sainmhíníonn fad comhleanúnachais léasair fad ar a gcoinnítear comhchuibheas ama an léasair ar cháilíocht áirithe.
6: Polarú
Sainmhíníonn polarú treo réimse leictreach tonn solais, atá ingearach i gcónaí le treo an iomadú. I bhformhór na gcásanna, déanfar an léasair a pholarú go líneach, rud a chiallaíonn go mbíonn an réimse leictreach astaithe i gcónaí ag pointeáil sa treo céanna. Beidh réimse leictrigh ag solas neamhpholach a dhíríonn ar go leor treoracha éagsúla. Is iondúil go gcuirtear an leibhéal polaraithe in iúl mar chóimheas fad fócasach an tsolais in dhá stát polaraithe orthogonally, m.sh. 100:1 nó 500:1.
Paraiméadair bhíoma
Is sainairíonna iad na paraiméadair seo a leanas cruth agus cáilíocht bhíoma léasair.
7: Trastomhas bíoma (aonaid tipiciúla: mm go cm)
Is sainairíonna é trastomhas bhíoma léasair síneadh cliathánach an bhíoma, nó a ghné fhisiceach ingearach leis an treo iomadaithe. Sainmhínítear é de ghnáth mar an leithead 1/e2, a shroichtear déine an bhíoma ag 1/e2 (≈ 13.5%). Ag an bpointe 1/e2, titeann neart an réimse leictrigh go 1/e (≈ 37%). Dá mhéad trastomhas an bhíoma, is mó an optaic agus an córas iomlán is gá chun teascadh an bhíoma a sheachaint, rud a mhéadaíonn an costas. Mar sin féin, méadaíonn laghdú ar thrastomhas léasa an dlús cumhachta/fuinneamh, rud a d’fhéadfadh a bheith díobhálach freisin.
8: Cumhacht nó Dlús Fuinnimh (aonaid tipiciúla: W/cm2 go MW/cm2 nó µJ/cm2 go J/cm2)
Baineann trastomhas bíoma le cumhacht/dlús fuinnimh an léas léasair nó an chumhacht optúil/fuinneamh in aghaidh an aonaid achair. Dá mhéad trastomhas an léasa, is ea is lú an dlús cumhachta/fuinneamh de bhíoma a bhfuil cumhacht nó fuinneamh tairiseach aige. Ag aschur deiridh an chórais (eg, i ngearrtháil léasair nó i dtáthú léasair), is minic a bhíonn dlús ardchumhachta/fuinneamh inmhianaithe, ach laistigh den chóras, is minic a bhíonn tiúchan ísealchumhachta/fuinnimh tairbheach chun damáiste de bharr léasair a chosc. Cuireann sé seo cosc freisin ar ianú an aeir i réigiún ardchumhachta/dlúis fuinnimh an bhíoma. Ar na cúiseanna seo, i measc nithe eile, is minic a úsáidtear leathaitheoirí léas léasair chun an trastomhas a mhéadú agus ar an mbealach sin an dlús cumhachta / fuinnimh taobh istigh den chóras léasair a laghdú. Mar sin féin, ní mór a bheith cúramach gan an bhíoma a leathnú an oiread sin go bhfuil an bhíoma doiléir ó na cróite sa chóras, rud a fhágann go gcuirtear amú fuinnimh agus damáiste féideartha.
9: Próifíl Bhíoma
Déanann próifíl bhíoma léasair cur síos ar an déine dáilte i dtrasghearradh an bhíoma. I measc na bpróifílí léasacha coitianta tá bíomaí Gausacha agus le barr cothrom, a leanann a bpróifílí léas na feidhmeanna Gaussacha agus barr leata, faoi seach (Fíor 4). Mar sin féin, ní féidir le haon léasair beam barr cothrom Gaussach nó go hiomlán a tháirgeadh le próifíl bhíoma a thagann go díreach lena fheidhm eigen, toisc go bhfuil líon áirithe spotaí te nó luaineachtaí laistigh den léasair i gcónaí. De ghnáth déantar cur síos ar an difríocht idir próifíl bhíoma iarbhír léasair agus an phróifíl bhíoma idéalach ag méadrach a chuimsíonn fachtóir M2 an léasair.
Figiúr 4: Léiríonn comparáid idir phróifíl bhíoma bhíoma Gaussach a bhfuil an meánchumhacht nó an déine céanna aige agus bhíoma barr cothrom go bhfuil buaic-déine an léas Gaussach dhá uair níos airde ná an bhíoma barr cothrom.
10: Éagsúlacht (aonaid tipiciúla: mrad)
Cé go meastar go bhfuil léasacha léasair comhbhuailte de ghnáth, bíonn méid áirithe éagsúlachta iontu i gcónaí, rud a chuireann síos ar a mhéid a athraíonn an léas ag achair mhéadaitheacha ó choim bhíoma an léasair de bharr díraonta. I bhfeidhmchláir a bhfuil achair fhada oibríochta acu, mar chórais LIDAR ina bhféadfadh rudaí a bheith na céadta méadar ón gcóras léasair, bíonn an éagsúlacht ina ceist thar a bheith tábhachtach. Is gnách go sainmhínítear éagsúlacht bhíoma ag leath-uillinn an léasair, agus sainmhínítear an éagsúlacht (θ) de bhíoma Gaussach mar:
Pictiúr.
Is é λ tonnfhad an léasair agus w0 is ea waist léas an léasair.
Paraiméadair chórais deiridh
Déanann na paraiméadair deiridh seo cur síos ar fheidhmíocht an chórais léasair ag aschur.
11: Méid spota (aonad tipiciúil: µm)
Déanann an spotmhéid de bhíoma léasair dírithe cur síos ar thrastomhas an bhíoma ag pointe fócasach an chórais lionsa fócasach. I go leor iarratas, mar shampla próiseáil ábhar agus máinliacht leighis, is é an sprioc méid an láthair a íoslaghdú. Uasmhéadaíonn sé seo dlús cumhachta agus ceadaíonn sé gnéithe sár-fhíneáil a chruthú. Is minic a úsáidtear lionsaí asféarúla in ionad lionsaí sféarúla traidisiúnta chun sraonadh sféarúil a íoslaghdú agus chun spotaí fócasacha níos lú a tháirgeadh. Ní dhíríonn roinnt cineálacha córais léasair an léasair ar an láthair ar deireadh, agus sa chás sin níl feidhm ag an bparaiméadar seo.
12: Fad Oibre (aonaid tipiciúla: µm go m)
Sainmhínítear achar oibre córais léasair de ghnáth mar an t-achar fisiceach ón eilimint optúil deiridh (an lionsa fócasach de ghnáth) go dtí an réad nó an dromchla ar a bhfuil an léasair dírithe. De ghnáth déanann feidhmchláir áirithe, mar léasair leighis, iarracht an t-achar oibre a íoslaghdú, agus is gnách go mbíonn sé mar aidhm ag feidhmchláir eile, mar chianbhraiteacht, raon achair oibre a uasmhéadú.
