Unikaultrarapida laserounua parto
Unika propraĵoj de ultrarapidalaseroj
La ultra-mallonga pulsdaŭro de ultrarapidaj laseroj donas al tiuj sistemoj unikajn trajtojn kiuj distingas ilin de long-pulsaj aŭ kontinu-ondaj (CW) laseroj. Por generi tian mallongan pulson, larĝa spektra bendolarĝo estas postulata. La pulsformo kaj centra ondolongo determinas la minimuman bendolarĝon postulatan por generi pulsojn de speciala tempodaŭro. Tipe, tiu rilato estas priskribita laŭ la tempo-bendolarĝa produkto (TBP), kiu estas derivita de la necertecprincipo. La TBP de la gaŭsa pulso ricevas per la sekva formulo:TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ estas la pulsdaŭro kaj Δv estas la frekvenca bendolarĝo. En esenco, la ekvacio montras ke ekzistas inversa rilato inter spektra bendolarĝo kaj pulsdaŭro, signifante ke ĉar la tempodaŭro de la pulso malpliiĝas, la bendolarĝo postulata por generi tiun pulspliiĝojn. Figuro 1 ilustras la minimuman bendolarĝon necesan por subteni plurajn malsamajn pulsdaŭrojn.
Figuro 1: Minimuma spektra bendolarĝo necesa por subtenilaseraj pulsojde 10 ps (verda), 500 fs (blua), kaj 50 fs (ruĝa)
La teknikaj defioj de ultrarapidaj laseroj
La larĝa spektra bendolarĝo, pintpotenco kaj mallonga pulsdaŭro de ultrarapidaj laseroj devas esti ĝuste administritaj en via sistemo. Ofte, unu el la plej simplaj solvoj al ĉi tiuj defioj estas la larĝa spektra produktado de laseroj. Se vi ĉefe uzis pli longajn pulsajn aŭ kontinuajn laserojn en la pasinteco, via ekzistanta stoko de optikaj komponantoj eble ne povas reflekti aŭ transdoni la plenan bendolarĝon de ultrarapidaj pulsoj.
Sojlo de damaĝo de lasero
Ultrarapida optiko ankaŭ havas signife malsamajn kaj pli malfacile navigeblajn laserdifektajn sojlojn (LDT) kompare kun pli konvenciaj laserfontoj. Kiam optiko estas provizita pornanosekundaj pulsitaj laseroj, LDT-valoroj estas kutime en la ordo de 5-10 J/cm2. Por ultrarapida optiko, valoroj de tiu grandeco estas preskaŭ neaŭditaj, ĉar LDT-valoroj estas pli supozeble sur 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 laserdifekta mekanismo bazita sur pulsdaŭroj. Por nanosekundaj laseroj aŭ pli longajpulsitaj laseroj, la ĉefa mekanismo kiu kaŭzas damaĝon estas termika hejtado. La tegaĵo kaj substrataj materialoj de laoptikaj aparatojsorbas la okazajn fotonojn kaj varmigas ilin. Ĉi tio povas konduki al distordo de la kristala krado de la materialo. Termika ekspansio, krakado, fandado kaj krada streĉiĝo estas la komunaj termikaj damaĝaj mekanismoj de ĉi tiuj.laseraj fontoj.
Tamen, por ultrarapidaj laseroj, la pulsdaŭro 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 damaĝo. Anstataŭe, la pintpotenco de la ultrarapida lasero transformas la damaĝmekanismon en neliniajn procezojn kiel ekzemple multi-fotona sorbado kaj jonigo. Tial ne eblas simple malgrandigi la LDT-rangigon de nanosekunda pulso al tiu de ultrarapida pulso, ĉar la fizika mekanismo de damaĝo estas malsama. Sekve, sub la samaj kondiĉoj de uzo (ekz. ondolongo, pulsdaŭro kaj ripetado), optika aparato kun sufiĉe alta LDT-taksado estos la plej bona optika aparato por via specifa aplikaĵo. Optiko testita sub malsamaj kondiĉoj ne estas reprezenta de la fakta efikeco de la sama optiko en la sistemo.
Figuro 1: Mekanismoj de lasero induktita damaĝo kun malsamaj pulsdaŭroj
Afiŝtempo: Jun-24-2024