Það er mikið úrval af almennum leysikerfum fyrir ýmis forrit eins og efnisvinnslu, leysiskurðaðgerðir og fjarkönnun, en mörg leysikerfi deila sameiginlegum lykilbreytum. Að koma á sameiginlegum hugtökum fyrir þessar færibreytur kemur í veg fyrir misskilning og skilningur á þeim gerir ráð fyrir rétta forskrift leysikerfa og íhluta til að uppfylla umsóknarkröfur.
Grunnfæribreytur
Eftirfarandi grunnbreytur eru grundvallarhugtök leysikerfis og eru nauðsynleg til að skilja lengra komna punkta.
1: Bylgjulengd (venjulegar einingar: nm til µm)
Bylgjulengd leysis lýsir staðbundinni tíðni ljósbylgjunnar sem gefur frá sér. Besta bylgjulengdin fyrir tiltekið notkunartilvik er mjög háð forritinu. Í efnisvinnslu hafa mismunandi efni einstaka bylgjulengdarháða frásogseiginleika sem leiða til mismunandi samskipta við efnið. Á sama hátt, í fjarkönnun, getur frásog og truflun í andrúmsloftinu haft mismunandi áhrif á ákveðnar bylgjulengdir, og í læknisfræðilegum leysigeislum geta ýmsar fléttur tekið upp ákveðnar bylgjulengdir á mismunandi hátt. Styttri bylgjulengdar leysir og leysir ljósfræði hjálpa til við að búa til litla, nákvæma eiginleika með lágmarkshitun vegna þess að brennipunkturinn er minni. Hins vegar eru þeir venjulega dýrari og skemmast auðveldara en leysir með lengri bylgjulengd.
2: Afl og orka (venjulegar einingar: W eða J)
Kraftur leysis er mældur í vöttum (W) og er notaður til að lýsa ljósafli frá samfelldu bylgjuleysi (CW) eða meðalafli púlsleysis. Púls leysir einkennast einnig af púlsorku þeirra, sem er í réttu hlutfalli við meðalafl og í öfugu hlutfalli við endurtekningartíðni leysisins (Mynd 2). Orkan er mæld í júlum (J).
Aflmeiri og orkuleysir eru venjulega dýrari og þeir framleiða meiri úrgangshita. Að viðhalda háum geislagæðum verður líka erfiðara með auknum krafti og orku.
3: Púlslengd (venjulegar einingar: fs til ms)
Lengd leysirpúls eða púlsbreidd er venjulega skilgreind sem full breidd við hálft hámark (FWHM) leysisljósaflsins á móti tíma (Mynd 3). Ofurhraðir leysir bjóða upp á marga kosti í ýmsum forritum, þar á meðal nákvæmni efnisvinnslu og lækningaleysis, og einkennast af stuttum púlstíma sem er um það bil píkósekúndur (10-12 sekúndur) upp í attósekúndur (10-18 sekúndur).
4: Endurtekningartíðni (venjulegar einingar: Hz til MHz)
Endurtekningartíðni eða púlsendurtekningartíðni púlsleysis lýsir fjölda púlsa sem senda frá sér á sekúndu eða öfugt tímapúlsbil (Mynd 3). Eins og fyrr segir er endurtekningartíðnin í öfugu hlutfalli við púlsorkuna og í réttu hlutfalli við meðalafl. Þó að endurtekningarhlutfallið sé venjulega háð leysistyrksmiðlinum, getur það verið breytilegt í mörgum tilfellum. Hærri endurtekningartíðni leiðir til styttri hitaslökunartíma við sjónflöt leysisins og á lokafókus, sem leiðir til hraðari upphitunar efnis.
5: Samhengislengd (venjulegar einingar: millimetrar til metrar)
Leysar eru samhangandi, sem þýðir að það er fast samband á milli fasagilda rafsviðsins á mismunandi tímum eða stöðum. Þetta er vegna þess að, ólíkt flestum öðrum gerðum ljósgjafa, eru leysir framleiddir með spenntum losun. Samhengi minnkar í gegnum sendingarferlið og samræmislengd leysisins ákvarðar fjarlægðina sem tímabundin samhengi leysisins helst í ákveðnum gæðum.
6: Skautun
Pólun ákvarðar stefnu rafsviðs ljósbylgju sem er alltaf hornrétt á útbreiðslustefnu. Í flestum tilfellum verður leysirinn línulega skautaður, sem þýðir að rafsviðið sem gefur frá sér vísar alltaf í sömu átt. Óskautað ljós mun hafa rafsvið sem vísar í margar mismunandi áttir. Skautun er venjulega gefin upp sem hlutfall brennivídd ljóss í tveimur hornréttum skautuðum stöðum, til dæmis 100:1 eða 500:1.
Geislabreytur
Eftirfarandi breytur einkenna lögun og gæði leysigeisla.
7: Þvermál bjálka (venjulegar einingar: mm til cm)
Þvermál geisla leysir einkennir hliðarlengingu geislans, eða líkamlega vídd hornrétt á útbreiðslustefnu. Það er venjulega skilgreint sem 1/e2 breiddin, þ.e. breiddin sem næst með geislastyrknum við 1/e2 (≈13,5%). Við 1/e2 punktinn lækkar rafsviðsstyrkurinn í 1/e (≈37%). Því stærra sem þvermál geislanna er, því stærra þarf ljósfræðin og allt kerfið að vera til að koma í veg fyrir að geislan sé stytt, sem eykur kostnaðinn. Minnkun á þvermál geisla eykur hins vegar afl/orkuþéttleika, sem er einnig skaðlegt.
8: Afl eða orkuþéttleiki (venjulegar einingar: W/cm2 til MW/cm2 eða µJ/cm2 til J/cm2)
Þvermál geisla tengist afl/orkuþéttleika leysigeislans eða ljósafli/orku á flatarmálseiningu. Því stærra sem þvermál geisla er, því lægra er afl/orkuþéttleiki stöðuga aflsins eða stöðuga orkugeislans. Við lokaúttak kerfisins (td í leysisskurði eða suðu) er venjulega krafist mikils afl/orkuþéttleika, en innan kerfisins er lítill kraftur/orkustyrkur venjulega gagnlegur til að koma í veg fyrir skemmdir af völdum leysis. Þetta kemur einnig í veg fyrir jónun lofts á svæðinu með mikla afl/orkuþéttleika geislans. Meðal annars af þessum ástæðum eru leysigeislaútvíkkarar oft notaðir til að auka þvermálið og minnka þannig afl/orkuþéttleika inni í leysikerfinu. Hins vegar þarf að gæta þess að lengja ekki geislann svo stóran að geislinn byrgi fyrir opi kerfisins, sem veldur sóun á orku og hugsanlegum skemmdum.
9: Geislasnið
Geislasnið leysis lýsir dreifðum styrkleika í þversniði geisla. Algengar geislasnið innihalda Gauss-geisla og flattoppa geisla, sem fylgja Gauss- og flat-top-aðgerðum, í sömu röð (Mynd 4). Hins vegar, þar sem það er alltaf ákveðinn fjöldi heitra punkta eða sveiflur inni í leysinum, getur enginn leysir framleitt fullkomlega Gauss-geisla eða fullkomlega flatan geisla sem er nákvæmlega í samræmi við eiginvirkni hans. Mismuninum á raunverulegu geislasniði leysis og ákjósanlegu geislasniði er venjulega lýst með mælistiku sem inniheldur M2-stuðul leysisins.
10: Mismunur (dæmigerður eining: mrad)
Þrátt fyrir að leysigeislar séu almennt taldir samsettir innihalda þeir alltaf ákveðinn frávik, sem lýsir því hversu mikið geislinn víkur í vaxandi fjarlægð frá mitti leysigeislanna vegna dreifingar. Í forritum með langa notkunarfjarlægð, eins og LIDAR kerfi, þar sem hlutir geta verið hundruð metra frá leysikerfinu, verður frávik sérstaklega mikilvægt mál. Frávik geisla er venjulega skilgreint sem hálft horn leysisins og frávik (θ) Gaussgeisla er skilgreint sem.
λ er bylgjulengd leysisins og w0 er geisla mitti leysisins.
Endanleg kerfisfæribreytur
Þessar lokabreytur lýsa afköstum leysikerfisins við framleiðslu.
11: Blettastærð (venjuleg eining: µm)
Blettstærð fókuss leysigeisla lýsir þvermál geisla í brennipunkti fókuslinsukerfisins. Í mörgum forritum, eins og efnisvinnslu og læknisaðgerðum, er markmiðið að lágmarka blettstærðina. Þetta hámarkar aflþéttleika og gerir kleift að búa til einstaklega fína eiginleika (Mynd 5). Kúlulaga linsur eru oft notaðar í stað hefðbundinna kúlulaga linsur til að lágmarka kúlulaga frávik og framleiða smærri brennipunkta. Sumar gerðir leysikerfa fókusa leysirinn ekki að lokum á staðinn, en þá á þessi breytu ekki við.
12: Vinnuvegalengd (venjuleg eining: µm til m)
Vinnslufjarlægð leysikerfis er almennt skilgreind sem líkamleg fjarlægð frá loka ljóshlutanum (venjulega fókuslinsu) að hlutnum eða yfirborðinu sem leysirinn er fókusaður á. Sum forrit, eins og lækningaleysir, leitast oft við að lágmarka vinnufjarlægð, á meðan önnur forrit, svo sem fjarkönnun, miða oft að því að hámarka vinnufjarlægð.
