一、激光频率的基本概念
激光的频率通常可以从两个层面理解：
1. 电磁波振荡频率（光频）：由激光的波长决定，反映光子的电磁振动特性，计算公式为 （f = c\λ，其中 c 为光速，λ为激光波长）。
2. 脉冲重复频率（PRF，Pulse Repetition Frequency）：仅适用于脉冲激光，指激光器每秒钟发射的脉冲次数，单位为Hz或kHz。
连续激光仅涉及光频，而脉冲激光则同时涉及光频和脉冲重复频率，二者在激光应用中扮演不同角色。
二、连续激光的频率特性与应用**
1. 光频的物理意义
连续激光（CW Laser）的频率即其电磁波振荡频率，由激光工作物质的能级跃迁决定。例如：
- 1064nm光纤激光器**的光频 ≈ 282 THz（红外波段）。
- 532nm绿光激光器**的光频 ≈ 563 THz（可见光波段）。
2. 光频对应用的影响
- 材料吸收特性：不同材料对不同波长的激光吸收率不同（如金属易吸收1μm红外光，而塑料更适合紫外激光）。
- 光学系统设计：透镜、反射镜的镀膜需匹配激光波长以减少损耗。
- 单色性与相干性：连续激光的高单色性使其适用于干涉测量、光谱分析等精密应用。
3. 连续激光的调制频率
虽然连续激光本身无脉冲，但可通过声光调制器（AOM）或电光调制器（EOM）引入**人为调制频率**（kHz~MHz级），用于：
- 激光通信（信号载波调制）。
- 减少热影响（模拟脉冲激光的加工效果）。
三、脉冲激光的频率特性与应用
1. 脉冲激光的两种频率
- 光频（电磁波频率）：与连续激光相同，由激光介质决定（如Nd:YAG激光器的1064nm光频 ≈ 282 THz）。
- 脉冲重复频率（PRF）：指每秒发射的脉冲次数，如1 kHz表示每秒1000个脉冲。
2. 脉冲重复频率（PRF）的影响
| PRF范围 | 低频率（Hz~kHz） | 高频率（kHz~MHz） |
|---|---|---|
| 脉冲间隔 | 较长，热量易散逸 | 较短，脉冲重叠多 |
| 热累积 | 低，适合脆性材料 | 高，适合高效加工 |
| 典型应用 | 深雕刻、钻孔 | 精细打标、薄膜处理 |
示例：
- 低PRF（10Hz）：用于高能量单脉冲加工，如金属深雕或玻璃切割。
- 高PRF（100kHz）：用于快速打标或表面处理，如阳极氧化铝黑化。
3.脉冲宽度与峰值功率
- 短脉冲（ns/ps/fs级）：峰值功率极高，适合超精密加工（如飞秒激光微孔加工）。
- 长脉冲（μs/ms级）：能量更均匀，适合焊接或熔覆。
四、关键区别总结
| 参数 | 连续激光（CW） | 脉冲激光 |
|---|---|---|
| 核心频率 | 光频（THz） | 光频 + 脉冲重复频率（Hz~MHz） |
| 可调性 | 固定（除非倍频） | PRF可调，光频固定 |
| 主要应用 | 切割、焊接、通信 | 精密打标、微加工、超快光谱 |
五、实际应用中的参数选择建议
1. 选择光频（波长）：根据材料吸收特性（如金属用1064nm，塑料用355nm）。
2. 选择PRF：
- 需要高精度、低热影响 → 低PRF（1-10kHz）。
- 需要高效率、浅层加工 → 高PRF（50-500kHz）。
3. 优化脉冲宽度：精细加工用短脉冲（ps/fs），宏观加工用长脉冲（ns/μs）。
六、结论
激光频率的概念在连续激光和脉冲激光中存在本质区别：
连续激光的频率指光波振荡频率，决定激光的波长和材料相互作用。
脉冲激光则需同时考虑光频和脉冲重复频率（PRF），前者决定物理作用机制，后者影响加工节奏和热管理。
正确理解并区分这些概念，对于激光加工参数优化、设备选型及工艺开发至关重要。未来，随着超快激光技术的发展，对脉冲频率（光频）和PRF的精确控制将进一步推动精密制造、医疗和科研应用的进步。
关键词：激光频率、连续激光、脉冲激光、脉冲重复频率（PRF）、光频、激光加工
