Unikelazer ultra i shpejtëpjesa e parë
Vetitë unike të ultrafastitlazerët
Kohëzgjatja ultra e shkurtër e pulsit të lazerëve ultra të shpejtë u jep këtyre sistemeve veti unike që i dallojnë ato nga lazerët me puls të gjatë ose me valë të vazhdueshme (CW). Për të gjeneruar një puls kaq të shkurtër, kërkohet një gjerësi bande me spektër të gjerë. Forma e pulsit dhe gjatësia e valës qendrore përcaktojnë gjerësinë minimale të bandës së kërkuar për të gjeneruar pulse me një kohëzgjatje të caktuar. Në mënyrë tipike, kjo marrëdhënie përshkruhet në terma të produktit kohë-gjerësi bande (TBP), i cili rrjedh nga parimi i pasigurisë. TBP e pulsit Gaussian jepet nga formula e mëposhtme: TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ është kohëzgjatja e pulsit dhe Δv është gjerësia e brezit të frekuencës. Në thelb, ekuacioni tregon se ekziston një marrëdhënie e anasjelltë midis gjerësisë së brezit të spektrit dhe kohëzgjatjes së pulsit, që do të thotë se ndërsa kohëzgjatja e pulsit zvogëlohet, gjerësia e brezit e kërkuar për të gjeneruar atë puls rritet. Figura 1 ilustron gjerësinë minimale të brezit të kërkuar për të mbështetur disa kohëzgjatje të ndryshme të pulsit.
Figura 1: Gjerësia minimale e brezit spektral të kërkuar për të mbështeturpulset lazernga 10 ps (jeshile), 500 fs (blu) dhe 50 fs (e kuqe)
Sfidat teknike të lazerëve ultra të shpejtë
Gjerësia e gjerë e brezit spektral, fuqia maksimale dhe kohëzgjatja e shkurtër e pulsit të lazerëve ultra të shpejtë duhet të menaxhohen siç duhet në sistemin tuaj. Shpesh, një nga zgjidhjet më të thjeshta për këto sfida është prodhimi i spektrit të gjerë të lazerëve. Nëse keni përdorur kryesisht lazerë me pulse më të gjata ose me valë të vazhdueshme në të kaluarën, stoku juaj ekzistues i komponentëve optikë mund të mos jetë në gjendje të reflektojë ose transmetojë gjerësinë e plotë të brezit të pulseve ultra të shpejta.
Pragu i dëmtimit nga lazeri
Optikat ultra të shpejta gjithashtu kanë pragje dëmtimi lazeri (LDT) dukshëm të ndryshme dhe më të vështira për t'u lundruar në krahasim me burimet më konvencionale të lazerit. Kur ofrohen optika përlazerë pulsues nanosekondash, Vlerat LDT janë zakonisht në rendin e 5-10 J/cm2. Për optikën ultra të shpejtë, vlerat e kësaj madhësie janë praktikisht të padëgjuara, pasi vlerat LDT kanë më shumë gjasa të jenë në rendin e <1 J/cm2, zakonisht më afër 0.3 J/cm2. Ndryshimi i rëndësishëm i amplitudës LDT nën kohëzgjatje të ndryshme të pulsit është rezultat i mekanizmit të dëmtimit të lazerit bazuar në kohëzgjatjet e pulsit. Për lazerët nanosekonda ose më të gjatëlazerë të pulsuar, mekanizmi kryesor që shkakton dëmtim është ngrohja termike. Materialet e veshjes dhe të substratit tëpajisje optikethithin fotonet incidente dhe i ngrohin ato. Kjo mund të çojë në shtrembërim të rrjetës kristalore të materialit. Zgjerimi termik, çarja, shkrirja dhe deformimi i rrjetës janë mekanizmat e zakonshëm të dëmtimit termik të këtyreburime lazeri.
Megjithatë, për lazerët ultra të shpejtë, vetë kohëzgjatja e pulsit është më e shpejtë se shkalla kohore e transferimit të nxehtësisë nga lazeri në rrjetën e materialit, kështu që efekti termik nuk është shkaku kryesor i dëmtimit të shkaktuar nga lazeri. Në vend të kësaj, fuqia maksimale e lazerit ultra të shpejtë e transformon mekanizmin e dëmtimit në procese jolineare siç janë thithja dhe jonizimi me shumë fotone. Kjo është arsyeja pse nuk është e mundur thjesht të ngushtohet vlerësimi LDT i një pulsi nanosekondash në atë të një pulsi ultra të shpejtë, sepse mekanizmi fizik i dëmtimit është i ndryshëm. Prandaj, në të njëjtat kushte përdorimi (p.sh., gjatësia e valës, kohëzgjatja e pulsit dhe shkalla e përsëritjes), një pajisje optike me një vlerësim LDT mjaftueshëm të lartë do të jetë pajisja optike më e mirë për aplikimin tuaj specifik. Optika e testuar në kushte të ndryshme nuk është përfaqësuese e performancës aktuale të të njëjtës optikë në sistem.
Figura 1: Mekanizmat e dëmtimit të shkaktuar nga lazeri me kohëzgjatje të ndryshme të pulsit
Koha e postimit: 24 qershor 2024