Гауссовские лазеры более распространены и более экономичны, чем лазерные источники с другими профилями пучка. Большинство высококачественных одномодовых лазерных источников испускают пучки, следуя гауссовому распределению облученности низкого порядка (также известному как режим TEMoo). Источники света более низкого качества также будут иметь другие лазерные моды в некоторой степени, но часто предполагается, что лазерный пучок имеет идеальное гауссово распределение для упрощения моделирования системы.
Если гауссов пучок и пучок с плоской вершиной имеют одинаковую среднюю оптическую мощность, пиковая облученность гауссова пучка будет в два раза больше, чем у пучка с плоской вершиной. Когда гауссов пучок распространяется через оптическую систему, гауссово распределение облученности сохраняется, даже если пиковое значение или размер пучка изменяются. Это означает, что гауссов пучок остается постоянным при преобразовании.
Что не так с гауссовыми пучками?
Профили гауссовского лазера имеют ряд недостатков, таких как участки низкой интенсивности по обе стороны от полезной центральной области луча, называемые «крыльями». Эти крылья часто содержат бесполезную энергию, поскольку их сила ниже, чем требуется для данного применения, включая обработку материалов, лазерную хирургию и другие применения, требующие силы, большей, чем сила крыльев.
Для многих приложений профили лазерного луча с плоской вершиной используют энергию более эффективно, чем профили гауссовых лучей. В профиле гауссового луча избыточная энергия выше порога интенсивности, требуемого приложением, и энергия ниже порогового требования в его внешних частях или крыльях тратятся впустую.
Крылья гауссова пучка также могут повредить окружающие области за пределами целевой области, тем самым расширяя зону теплового воздействия. Это очень пагубно для таких приложений, как лазерная хирургия и прецизионная обработка материалов. В этом случае приоритет отдается высокой точности и минимальному повреждению окружающей области. Из-за этого эффекта элементы, сформированные с помощью гауссова пучка, не будут иметь особенно гладких краев, что, очевидно, снизит точность системы.
