Unikaultrarapida laserounua parto
Unikaj ecoj de ultrarapidecolaseroj
La ultramallonga pulsa daŭro de ultrarapidaj laseroj donas al ĉi tiuj sistemoj unikajn ecojn, kiuj distingas ilin de longpulsaj aŭ kontinu-ondaj (CW) laseroj. Por generi tian mallongan pulson, necesas larĝa spektra bendlarĝo. La pulsformo kaj centra ondolongo determinas la minimuman bendlarĝon bezonatan por generi pulsojn de specifa daŭro. Tipe, ĉi tiu rilato estas priskribita laŭ la tempo-bendlarĝa produkto (TBP), kiu estas derivita de la necerteco-principo. La TBP de la Gaŭsa pulso estas donita per la jena formulo: TBPGaŭsa = ΔτΔν≈0.441
Δτ estas la pulsdaŭro kaj Δv estas la frekvenca bendlarĝo. Esence, la ekvacio montras, ke ekzistas inversa rilato inter spektra bendlarĝo kaj pulsdaŭro, kio signifas, ke dum la daŭro de la pulso malpliiĝas, la bendlarĝo bezonata por generi tiun pulson pliiĝas. Figuro 1 ilustras la minimuman bendlarĝon bezonatan por subteni plurajn malsamajn pulsdaŭrojn.
Figuro 1: Minimuma spektra bendlarĝo necesa por subtenilaseraj pulsojde 10 ps (verda), 500 fs (blua), kaj 50 fs (ruĝa)
La teknikaj defioj de ultrarapidaj laseroj
La larĝa spektra bendlarĝo, pinta potenco kaj mallonga pulsa daŭro de ultrarapidaj laseroj devas esti konvene administrataj en via sistemo. Ofte, unu el la plej simplaj solvoj al ĉi tiuj defioj estas la larĝspektra eligo de laseroj. Se vi ĉefe uzis pli longajn pulsajn aŭ kontinuajn ondajn laserojn en la pasinteco, via ekzistanta stoko de optikaj komponantoj eble ne povos reflekti aŭ transdoni la plenan bendlarĝon de ultrarapidaj pulsoj.
Lasera difektosojlo
Ultrarapidaj optikoj ankaŭ havas signife malsamajn kaj pli malfacile navigeblajn laserajn damaĝsojlojn (LDT) kompare kun pli konvenciaj laserfontoj. Kiam optikoj estas provizitaj pornanosekundaj pulsitaj laseroj, LDT-valoroj kutime estas en la ordo de 5-10 J/cm². Por ultrarapidaj optikoj, valoroj de ĉi tiu grando estas preskaŭ neaŭditaj, ĉar LDT-valoroj pli verŝajne estas en la ordo de <1 J/cm², kutime pli proksime al 0.3 J/cm². La signifa vario de LDT-amplitudo sub malsamaj pulsdaŭroj estas la rezulto de lasera difektomekanismo bazita sur pulsdaŭroj. Por nanosekunaj laseroj aŭ pli longajpulsitaj laseroj, la ĉefa mekanismo, kiu kaŭzas damaĝon, estas termika varmiĝo. La tegaĵaj kaj substrataj materialoj de laoptikaj aparatojabsorbas la incidantajn fotonojn kaj varmigas ilin. Tio povas konduki al distordo de la kristala krado de la materialo. Termika ekspansio, fendado, fandado kaj krada streĉo estas la komunaj termikaj difektomekanismoj de ĉi tiujlaserfontoj.
Tamen, por ultrarapidaj laseroj, la pulsa daŭro mem estas pli rapida ol la temposkalo de varmotransigo de la lasero al la materiala krado, do la termika efiko ne estas la ĉefa kaŭzo de laser-induktita difekto. Anstataŭe, la pinta potenco de la ultrarapida lasero transformas la difektomekanismon en nelinearajn procezojn kiel plurfotona sorbado kaj jonigo. Tial ne eblas simple malvastigi la LDT-rangigon de nanosekuna pulso al tiu de ultrarapida pulso, ĉar la fizika mekanismo de difekto estas malsama. Tial, sub la samaj uzkondiĉoj (ekz., ondolongo, pulsa daŭro kaj ripetfrekvenco), optika aparato kun sufiĉe alta LDT-rangigo estos la plej bona optika aparato por via specifa apliko. Optikoj testitaj sub malsamaj kondiĉoj ne reprezentas la faktan rendimenton de la samaj optikoj en la sistemo.
Figuro 1: Mekanismoj de laser-induktita difekto kun malsamaj pulsdaŭroj
Afiŝtempo: 24-a de junio 2024