Unikelazer ultra i shpejtëpjesa e parë
Karakteristikat unike të ultrafastlazer
Kohëzgjatja e pulsit ultra të shkurtër të lazerëve ultra të shpejtë u jep këtyre sistemeve veti unike që i dallojnë nga lazerët me puls të gjatë ose me valë të vazhdueshme (CW). Për të gjeneruar një impuls kaq të shkurtër, kërkohet një gjerësi bandë e gjerë spektri. Forma e pulsit dhe gjatësia e valës qendrore përcaktojnë gjerësinë minimale të brezit të kërkuar për të gjeneruar impulse të një kohëzgjatjeje të caktuar. Në mënyrë tipike, kjo marrëdhënie përshkruhet në termat e produktit të gjerësisë së brezit të kohës (TBP), i cili rrjedh nga parimi i pasigurisë. TBP e pulsit Gaussian jepet me formulën 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 lidhje e kundërt midis gjerësisë së brezit të spektrit dhe kohëzgjatjes së pulsit, që do të thotë se me zvogëlimin e kohëzgjatjes së pulsit, gjerësia e brezit të kërkuar për të gjeneruar atë impuls rritet. Figura 1 ilustron gjerësinë minimale të brezit të kërkuar për të mbështetur disa kohëzgjatje të ndryshme pulsi.
Figura 1: Gjerësia minimale spektrale e kërkuar për të mbështeturimpulset me lazerprej 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 me spektër të gjerë të lazerëve. Nëse keni përdorur kryesisht lazer me puls më të gjatë ose me valë të vazhdueshme në të kaluarën, stoku juaj ekzistues i komponentëve optikë mund të mos jetë në gjendje të pasqyrojë ose transmetojë gjerësinë e plotë të brezit të pulseve ultra të shpejta.
Pragu i dëmtimit me lazer
Optika ultra e shpejtë gjithashtu ka pragje të dëmtimit me lazer (LDT) dukshëm të ndryshme dhe më të vështira për t'u lundruar në krahasim me burimet më konvencionale të lazerit. Kur parashikohet optikalazer me pulsim nanosekondi, vlerat e LDT janë zakonisht në rendin 5-10 J/cm2. Për optikën ultra të shpejtë, vlerat e kësaj madhësie janë praktikisht të padëgjuara, pasi vlerat e LDT kanë më shumë gjasa të jenë të rendit <1 J/cm2, zakonisht më afër 0,3 J/cm2. Ndryshimi i rëndësishëm i amplitudës LDT në kohëzgjatje të ndryshme të pulsit është rezultat i mekanizmit të dëmtimit të lazerit bazuar në kohëzgjatjet e pulsit. Për lazer nanosekonda ose më gjatëlazer pulsues, mekanizmi kryesor që shkakton dëme është ngrohja termike. Materialet e veshjes dhe nënshtresës sëpajisje optikethithin fotonet e rënë dhe i ngrohin ato. Kjo mund të çojë në shtrembërim të rrjetës kristalore të materialit. Zgjerimi termik, plasaritja, shkrirja dhe sforcimi i rrjetës janë mekanizmat e zakonshëm të dëmtimit termik të këtyreburimet lazer.
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 si thithja dhe jonizimi me shumë foton. Kjo është arsyeja pse nuk është e mundur thjesht të kufizohet vlerësimi LDT i një pulsi nanosekondi 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 shpejtësia e përsëritjes), një pajisje optike me një vlerësim mjaftueshëm të lartë LDT do të jetë pajisja optike më e mirë për aplikacionin tuaj specifik. Optika e testuar në kushte të ndryshme nuk përfaqëson performancën aktuale të së njëjtës optikë në sistem.
Figura 1: Mekanizmat e dëmtimit të shkaktuar nga lazeri me kohëzgjatje të ndryshme pulsi
Koha e postimit: Qershor-24-2024