Unikalusypač lazerisPirmoji dalis
Unikalios „UltraFast“ savybėslazeriai
Itin trumpas impulsų trukmė ypač kastomis lazeriais suteikia šias sistemas unikalias savybes, kurios išskiria jas nuo ilgų impulsų ar ištisinių bangų (CW) lazerių. Norint sugeneruoti tokį trumpą impulsą, reikalingas platus spektro pralaidumas. Pulso forma ir centrinis bangos ilgis nustato minimalų pralaidumą, reikalingą tam tikros trukmės impulsams generuoti. Paprastai šis ryšys apibūdinamas atsižvelgiant į laiko juostos pločio produktą (TBP), kuris yra gaunamas iš neapibrėžtumo principo. Gauso impulso TBP pateikiamas pagal šią formulę: tbpgaussian = Δτδν≈0.441
Δτ yra impulsų trukmė, o ΔV yra dažnio pralaidumas. Iš esmės lygtis rodo, kad tarp spektro pralaidumo ir impulsų trukmės yra atvirkštinis ryšys, tai reiškia, kad mažėjant impulsų trukmei, pralaidumas reikalavo, kad impulsų padidėtų. 1 paveiksle pavaizduotas minimalus pralaidumas, reikalingas norint palaikyti keletą skirtingų impulsų trukmės.
1 paveikslas: Minimalus spektrinis pralaidumas, reikalingas palaikymuiLazerio impulsaiiš 10 ps (žalių), 500 FS (mėlyna) ir 50 FS (raudona)
Techniniai UltraFast lazerių iššūkiai
Jūsų sistemoje reikia tinkamai valdyti plataus spektrinio pralaidumo, didžiausios galios ir trumpa impulsų trukmę. Dažnai vienas paprasčiausių šių iššūkių sprendimų yra platus lazerių spektras. Jei praeityje pirmiausia naudojote ilgesnius impulsų ar ištisinių bangų lazerius, esamos optinių komponentų atsargos gali nesugebėti atspindėti ar perduoti viso ultrafastų impulsų pralaidumo.
Lazerio pažeidimo slenkstis
Ultrafast optika taip pat turi žymiai skirtingą ir sunkiau naršyti lazerio pažeidimo slenksčius (LDT), palyginti su įprastesniais lazeriniais šaltiniais. Kai bus numatyta optikaNanosekundės impulsiniai lazeriai, LDT vertės paprastai būna 5-10 J/cm2. Itin optikai tokio dydžio vertės yra praktiškai negirdimos, nes LDT vertės labiau linkusios į <1 J/cm2 eilę, paprastai arčiau 0,3 J/cm2. Reikšmingas LDT amplitudės kitimas esant skirtingoms impulsų trukmėms yra lazerio pažeidimo mechanizmo, pagrįsto impulsų trukme, rezultatas. Nanosekundės lazeriams ar ilgiauimpulsiniai lazeriai, Pagrindinis pažeidimo mechanizmas yra šiluminis šildymas. Dangos ir substrato medžiagosOptiniai įrenginiaiSugerkite atsitiktinius fotonus ir juos pašildykite. Tai gali iškraipyti medžiagos krištolo grotelę. Šiluminis išsiplėtimas, įtrūkimai, lydymosi ir grotelių deformacija yra įprasti šių šiluminių pažeidimų mechanizmaiLazerio šaltiniai.
Tačiau ypač lazeriams, esantiems ypač lazeriams, pati impulsų trukmė yra greitesnė nei šilumos perdavimo iš lazerio į medžiagos gardelės laiko skalę, todėl šiluminis poveikis nėra pagrindinė lazerio sukeltos pažeidimo priežastis. Vietoj to, didžiausia ultrafast lazerio galia pažeidimo mechanizmą paverčia netiesiniais procesais, tokiais kaip daugialypės fotono absorbcija ir jonizacija. Štai kodėl neįmanoma paprasčiausiai susiaurinti nanosekundės impulsą LDT reitingą iki ultrafinuoto impulso, nes fizinis žalos mechanizmas yra skirtingas. Todėl tokiomis pačiomis naudojimo sąlygomis (pvz., Bangos ilgis, impulsų trukmė ir pasikartojimo greitis) optinis įrenginys, turintis pakankamai aukštą LDT įvertinimą, bus geriausias optinis įrenginys jūsų konkrečiam taikymui. Optika, išbandyta skirtingomis sąlygomis, neatspindi tikrojo tos pačios optikos veikimo sistemoje.
1 paveikslas: Lazerio sukeltų pažeidimų mechanizmai, turintys skirtingą impulsų trukmę
Pašto laikas: 2012 m. Birželio 24 d