Tá raon leathan de chórais léasair ilfheidhmeacha ann le haghaidh feidhmeanna éagsúla cosúil le próiseáil ábhar, máinliacht léasair, agus cianbhraiteacht, ach tá príomhpharaiméadair choitianta ag go leor córais léasair. Coisctear míthuiscintí trí théarmaíocht choiteann a bhunú le haghaidh na bparaiméadar seo, agus má thuigtear iad is féidir córais agus comhpháirteanna léasair a shonrú i gceart chun riachtanais feidhmchláir a chomhlíonadh.
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. I bpróiseáil ábhar, tá airíonna uathúla ionsúcháin tonnfhad-spleácha ag ábhair éagsúla, rud a fhágann go mbíonn idirghníomhaíochtaí éagsúla leis an ábhar. Ar an gcaoi chéanna, i gcianbhraite, is féidir le hionsú atmaisféarach agus trasnaíocht difear a dhéanamh ar thonnfhad áirithe, agus in iarratais léasair leighis, is féidir le coimpléisc éagsúla tonnfhaid áirithe a ionsú go difriúil. Cuidíonn léasair tonnfhad níos giorra agus optaic léasair le gnéithe beaga beachta a chruthú 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 cur síos a dhéanamh ar an aschur cumhachta optúla ó léasair tonn leanúnaí (CW) nó ar mheánchumhacht léasair bíogaigh. 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 an fuinneamh a thomhas i ngúl (J).
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).
4: Ráta athrá (aonaid tipiciúla: Hz go MHz)
Déanann ráta athrá nó minicíocht athrá bíge léasair bíog cur síos ar líon na bíoga a astaítear in aghaidh an tsoicind nó ar an eatramh cuisle droim ar ais (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, is féidir leis a bheith éagsúil i go leor cásanna. Mar thoradh ar rátaí athrá níos airde tá amanna scíthe teirmeacha níos giorra ag dromchla optúil an léasair agus ag an bhfócas 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. Is é an fáth atá leis seo ná, murab ionann agus an chuid is mó de na foinsí solais eile, go dtáirgtear léasair trí astú corraithe. Laghdaíonn an comhchuibheas le linn an phróisis tarchurtha, agus socraíonn fad comhleanúnachais an léasair an fad a bhfanann comhchuibheas ama an léasair ar cháilíocht áirithe.
6: Polarú
Socraíonn 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 gnách polarú a chur in iúl mar chóimheas d’fhaid fhócasacha an tsolais in dhá stát polaraithe orthogonally, mar shampla 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 an ghné fhisiceach ingearach leis an treo iomadaithe. Sainmhínítear é de ghnáth mar an leithead 1/e2, ie an leithead a bhaintear amach ag 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 bíoma a sheachaint, rud a mhéadaíonn an costas. Mar sin féin, méadaíonn laghdú ar thrastomhas léasa an dlús cumhachta/fuinneamh, rud atá díobhálach freisin.
8: Cumhacht nó Dlús Fuinnimh (aonaid tipiciúla: W/cm2 go MW/cm2 nó µJ/cm2 go J/cm2)
Baineann trastomhas an léasa 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 den léas tairiseach cumhachta nó tairiseach fuinnimh. Ag aschur deiridh an chórais (m.sh. i gearradh léasair nó táthú léasair), is gnách go mbíonn gá le dlús ardchumhachta/fuinneamh, ach laistigh den chóras, is gnách go mbíonn tiúchan ísealchumhachta/fuinnimh chun leasa damáiste léasair a chosc. Cuireann sé seo cosc freisin ar ianú 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 mar 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 chomh mór sin go bhfuil an bhíoma doiléir ó oscailt an chórais, rud a fhágann go gcuirfear 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 coitianta bhíoma tá bíomaí Gausacha agus barr cothrom, a leanann feidhmeanna Gaussacha agus barr cothrom, faoi seach (Fíor 4). Mar sin féin, ós rud é go bhfuil líon áirithe spotaí te nó luaineachtaí laistigh den léasair i gcónaí, ní féidir le haon léasair léas Gaussach nó lán-barr cothrom a tháirgeadh a chloíonn go díreach lena fheidhm eigen. De ghnáth déantar cur síos ar an difríocht idir próifíl bhíoma iarbhír léasair agus an phróifíl bhíoma idéalach ag méadrach ina bhfuil fachtóir M2 an léasair.
10: Éagsúlacht (aonad tipiciúil: mrad)
Cé go meastar go ginearálta go bhfuil léasacha léasair imbhuailte, bíonn méid áirithe éagsúlachta iontu i gcónaí, rud a chuireann síos ar a mhéid a athraíonn an léas ag achair mhéadaitheacha ón choim bhíoma léasair de bharr díraonta. In iarratais a bhfuil achair fhada oibriúcháin acu, amhail córais LIDAR, áit a bhféadfadh rudaí a bheith na céadta méadar ón gcóras léasair, bíonn éagsúlacht ina saincheist thar a bheith tábhachtach. Sainmhínítear éagsúlacht bhíoma de ghnáth i dtéarmaí leath-uillinn an léasair, agus sainmhínítear an éagsúlacht (θ) de bhíoma Gaussach mar.
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 (Fíor 5). Is minic a úsáidtear lionsaí asféarúla in ionad gnáth-lionsaí sféarúla chun sraonadh sféarúil a íoslaghdú agus chun spotaí fócasacha níos lú a tháirgeadh. Ní dhíríonn roinnt cineálacha córas léasair an léasair ar an láthair ar deireadh, agus sa chás sin níl an paraiméadar seo infheidhme.
12: Fad oibre (aonad tipiciúil: µm go m)
Sainmhínítear achar oibre córais léasair go ginearálta mar an t-achar fisiceach ón eilimint optúil deiridh (lionsa fócasach de ghnáth) go dtí an réad nó an dromchla ar a bhfuil an léasair dírithe. Is minic go ndéanann roinnt feidhmchlár, mar léasair leighis, iarracht an t-achar oibre a íoslaghdú, agus is minic a bhíonn sé mar aidhm ag feidhmchláir eile, mar chianbhraiteacht, a raon achair oibre a uasmhéadú.
