Unikalultra sürətli lazerbirinci hissə
Ultrafastın unikal xüsusiyyətlərilazerlər
Ultrasürətli lazerlərin ultra qısa impuls müddəti bu sistemlərə onları uzun impulslu və ya davamlı dalğalı (CW) lazerlərdən fərqləndirən unikal xüsusiyyətlər verir. Belə qısa impuls yaratmaq üçün geniş spektrli bant genişliyi tələb olunur. İmpuls forması və mərkəzi dalğa uzunluğu müəyyən bir müddətli impulslar yaratmaq üçün tələb olunan minimum bant genişliyini müəyyən edir. Adətən, bu əlaqə qeyri-müəyyənlik prinsipindən irəli gələn zaman-bant genişliyi məhsulu (TBP) baxımından təsvir olunur. Qaus impulsunun TBP-si aşağıdakı düsturla verilir: TBPQaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ impuls müddəti, Δv isə tezlik zolağının genişliyidir. Əslində, tənlik spektr zolağı ilə impuls müddəti arasında tərs əlaqənin olduğunu göstərir, yəni impulsun müddəti azaldıqca həmin impulsu yaratmaq üçün tələb olunan zolaq genişliyi artır. Şəkil 1 bir neçə fərqli impuls müddətini dəstəkləmək üçün tələb olunan minimum zolaq genişliyini göstərir.
Şəkil 1: Dəstəkləmək üçün tələb olunan minimum spektral bant genişliyilazer impulsları10 ps (yaşıl), 500 fps (mavi) və 50 fps (qırmızı)
Ultra sürətli lazerlərin texniki çətinlikləri
Ultrasürətli lazerlərin geniş spektral bant genişliyi, pik gücü və qısa impuls müddəti sisteminizdə düzgün idarə olunmalıdır. Çox vaxt bu problemlərin ən sadə həll yollarından biri lazerlərin geniş spektrli çıxışıdır. Əgər keçmişdə əsasən daha uzun impulslu və ya davamlı dalğalı lazerlərdən istifadə etmisinizsə, mövcud optik komponent ehtiyatınız ultrasürətli impulsların tam bant genişliyini əks etdirə və ya ötürə bilməyə bilər.
Lazer zədələnməsi həddi
Ultrasürətli optika, daha ənənəvi lazer mənbələri ilə müqayisədə lazer zərər hədlərinə (LDT) əhəmiyyətli dərəcədə fərqli və daha çətin şəkildə gedilə bilər. Optika təmin edildikdənanosaniyəli impulslu lazerlər, LDT dəyərləri adətən 5-10 J/sm2 arasında dəyişir. Ultra sürətli optika üçün bu böyüklükdəki dəyərlər praktik olaraq eşidilmir, çünki LDT dəyərlərinin <1 J/sm2, adətən 0,3 J/sm2-yə yaxın olması ehtimalı daha yüksəkdir. Müxtəlif impuls müddətləri altında LDT amplitudasının əhəmiyyətli dərəcədə dəyişməsi impuls müddətlərinə əsaslanan lazer zədələnmə mexanizminin nəticəsidir. Nanosaniyə və ya daha uzun lazerlər üçünimpulslu lazerlər, zərər verən əsas mexanizm istilik istiliyidir. Örtük və substrat materiallarıoptik cihazlardüşən fotonları udur və qızdırır. Bu, materialın kristal qəfəsinin deformasiyasına səbəb ola bilər. İstilik genişlənməsi, çatlama, ərimə və qəfəs gərginliyi bunlar üçün ümumi istilik zədələnməsi mexanizmləridir.lazer mənbələri.
Lakin, ultrasürətli lazerlər üçün impuls müddəti lazerdən material qəfəsinə istilik ötürülməsinin zaman miqyasından daha sürətlidir, buna görə də istilik effekti lazerin yaratdığı zədələnmənin əsas səbəbi deyil. Bunun əvəzinə, ultrasürətli lazerin pik gücü zədələnmə mexanizmini çoxfotonlu udma və ionlaşma kimi qeyri-xətti proseslərə çevirir. Buna görə də nanosaniyə impulsunun LDT reytinqini sadəcə ultrasürətli impulsun reytinqinə endirmək mümkün deyil, çünki zədələnmənin fiziki mexanizmi fərqlidir. Buna görə də, eyni istifadə şərtləri altında (məsələn, dalğa uzunluğu, impuls müddəti və təkrarlanma sürəti) kifayət qədər yüksək LDT reytinqinə malik optik cihaz sizin xüsusi tətbiqiniz üçün ən yaxşı optik cihaz olacaqdır. Müxtəlif şərtlər altında sınaqdan keçirilmiş optika sistemdəki eyni optikanın faktiki performansını təmsil etmir.
Şəkil 1: Müxtəlif impuls müddətləri ilə lazerlə zədələnmə mexanizmləri
Yazı vaxtı: 24 iyun 2024