Лазер — это свет, генерируемый и усиливаемый вынужденным излучением, т. е. усиление света вынужденным излучением. Он характеризуется отличной монохромностью, очень малой дисперсией и высокой яркостью (мощностью). Для создания лазерного излучения необходимы три элемента: «источник возбуждения», «усиливающая среда» и «резонансная структура».
Пульс
Это механическая форма волны (электрическая/оптическая и т. д.), которая излучается с одинаковым интервалом.
Лазерный импульс
Лазерный импульс — это световой импульс, излучаемый лазером, работающим в импульсном режиме. Проще говоря, это как работа фонарика, где кнопка все время замкнута на непрерывную работу, а выключатель замыкается и выключается сразу на "световой импульс". Работа с импульсами имеет свои особенности, такие как посылка сигналов, снижение тепловыделения и т. д. Лазерные импульсы могут быть очень короткими, например, «пикосекундного» уровня, что означает, что длительность импульса порядка пикосекунд, а 1 пикосекунда составляет равна одной триллионной доли секунды (10E-12 секунд).
Непрерывный лазер
Источник лазерной накачки обеспечивает непрерывную энергию для получения лазерного излучения в течение длительного периода времени, в результате чего получается непрерывный лазер. Выходная мощность лазеров непрерывного действия обычно невелика и подходит для приложений, требующих непрерывной работы лазера (например, лазерная связь, лазерная хирургия и т. д.).
Импульсный лазер
Импульсный режим работы – это режим, который срабатывает только один раз в определенный интервал времени.
Импульсные лазеры имеют большую выходную мощность и подходят для лазерной маркировки, резки, измерения дальности и т. д.
Обычные импульсные лазеры: лазеры на иттрий-алюминиевом гранате (YAG), рубиновые лазеры, сапфировые лазеры, лазеры на неодимовом стекле и т. д. в твердотельных лазерах. Существуют также азотные молекулярные лазеры, эксимерные лазеры и др.
Гигантский импульсный лазер
В резонатор искусственно добавляются потери, чтобы сделать их больше, чем прирост рабочего вещества, когда нет выхода лазера. Однако при непрерывном возбуждении источника накачки число атомов на энергетическом уровне лазера увеличивается и получается большая инверсия числа частиц. Если пиковую мощность определить как энергию импульса, деленную на длительность импульса (ширину импульса), то при устранении искусственно добавленных потерь импульсный лазер с узкой длительностью импульса и высокой пиковой мощностью получается в очень короткий период времени с очень высокой скоростью, часто называемый гигантским импульсом.
Непрерывные лазеры, как следует из названия, используют лазерный выход, который непрерывен во времени. Выход импульсных лазеров прерывистый, коммерчески доступный, порядка нескольких фемтосекунд, поэтому импульсные лазеры часто используются для измерения сверхбыстрых физических процессов. Но у непрерывных лазеров есть и то преимущество, что после стабилизации частоты можно получить очень узкую ширину линии, что можно использовать для лазерной локации, тонкой спектроскопии.
Разница в пиковой мощности между ними велика, непрерывные лазеры в лучших полупроводниковых лазерах могут работать в масштабе сотен ватт, в то время как импульсные лазеры теперь фемтосекунды могут работать в масштабе TW, чем короче ширина импульса, тем меньше тепловой эффект, точная обработка более импульсный лазер.
Пиковая мощность=энергия одиночного импульса / ширина импульса;
Средняя мощность=энергии одиночного импульса * частота повторения.
Ширина импульса лазера предназначена для импульсных лазеров или квазинепрерывных лазеров и может быть просто понята как продолжительность действия одного лазерного импульса на излучение или длительность одного лазерного импульса. Частота повторения — это количество импульсов, испускаемых лазером в секунду, например, 10 Гц означает, что за одну секунду испускается 10 лазерных импульсов. Но ширина импульса каждого лазерного импульса варьируется от лазера к лазеру, будь то наносекунда, микросекунда или миллисекунда.
