نقش‌های پهنای پالس و فرکانس در لیزرها

در یک سیستم پردازش لیزری، فرکانس و عرض پالس پارامترهای کلیدی هستند که بر توزیع انرژی پرتو، شدت ورودی گرما و کیفیت پردازش تأثیر می‌گذارند. هر دو حالت آزادسازی انرژی لیزر پالسی، سطح توان اوج و رفتار گرمایش مواد را تعیین می‌کنند و شاخص‌های اصلی در طراحی و تنظیم فرآیند کاربردهای لیزری هستند. 
I. نقش فرکانس در لیزرها 
تأثیر بر نحوه خروجی انرژی در یک واحد زمان
فرکانس لیزر تعداد پالس‌های لیزر را که در یک ثانیه تکرار می‌شوند، نشان می‌دهد. هرچه فرکانس بالاتر باشد، پالس‌های بیشتری وجود دارد و ورودی گرمای پیوسته‌تری در یک واحد زمان وجود دارد. در توان متوسط یکسان، افزایش فرکانس، انرژی یک پالس را کاهش می‌دهد. 
تأثیر بر سرعت پردازش و ناحیه تحت تأثیر حرارت
در فرکانس‌های بالاتر، نقاط عمل لیزر یکنواخت‌تر گرم می‌شوند که می‌تواند سرعت پردازش را افزایش دهد، اما همچنین منجر به افزایش تجمع گرما در مواد می‌شود. فرکانس‌های پایین برای کاربردهایی که به انرژی تک پالس بالا نیاز دارند، مانند حکاکی عمیق یا نفوذ مواد با انعکاس بالا، استفاده می‌شوند. 
تأثیر بر کیفیت سطح
تنظیم فرکانس منطقی می‌تواند سرباره را کاهش دهد، آسیب حرارتی را به حداقل برساند و مسیر برش یا علامت‌گذاری را تثبیت کند. فرکانس بیش از حد بالا ممکن است منجر به فرسایش ناهموار سطح مواد یا بافت‌های تار شود. 
II. نقش عرض پالس در لیزرها 
تعیین توان اوج و عرض پالس پالس.
عرض پالس به مدت زمان یک پالس لیزر اشاره دارد. تحت انرژی پالس یکسان، هرچه عرض پالس کوتاه‌تر باشد، توان اوج بالاتر است. عرض پالس‌های کوتاه برای پردازش موادی که به اثرات حرارتی حساس هستند، استفاده می‌شوند. 
تأثیر بر مکانیسم‌های جذب و تبخیر مواد
لیزرهای با عرض پالس کوتاه اغلب وارد حالت پردازش غیر حرارتی می‌شوند که به «پردازش سرد» نزدیک‌تر است و می‌تواند انتشار حرارتی و پدیده‌های ذوب را کاهش دهد. عرض پالس طولانی عمدتاً اثرات حرارتی را نشان می‌دهد و برای ذوب، روکش‌دهی یا پردازش نوع رسوب حرارتی مواد مناسب است. 
تأثیر بر دقت پردازش و کیفیت لبه
عرض پالس‌های نانوثانیه، پیکوثانیه و فمتوثانیه منجر به مناطق نفوذ حرارتی متفاوتی در طول پردازش می‌شوند. هرچه عرض پالس کوتاه‌تر باشد، ناحیه نفوذ حرارتی کوچک‌تر است که برای پردازش دقیق یا پردازش ریزساختار مناسب است. 
III. اثر هم‌افزایی فرکانس و عرض پالس 
تعیین تعادل بین توان متوسط و توان اوج.
توان متوسط = انرژی تک پالس × فرکانس.
در توان متوسط ثابت، افزایش فرکانس، انرژی تک پالس را کاهش می‌دهد و در نتیجه توان اوج را تغییر می‌دهد. عرض پالس بیشتر بر مشخصات چگالی انرژی هر پالس تأثیر می‌گذارد. 
تأثیر بر راندمان پردازش و کنترل حرارتی
با تنظیم فرکانس و عرض پالس، نسبت بین راندمان پردازش و تأثیر حرارتی را می‌توان کنترل کرد و حالت‌های فرآیند مختلفی مانند علامت‌گذاری با سرعت بالا، حکاکی عمیق یا حذف دقیق را فعال کرد. 
تأثیر بر سازگاری مواد مختلف
مواد مختلف حساسیت‌های متفاوتی نسبت به حالت رسوب انرژی لیزر دارند. ترکیب فرکانس و عرض پالس واکنش مواد را تعیین می‌کند، مانند ذوب، تبخیر، تشکیل پلاسما و غیره.