Jedinstvenultra brza laserPrvi dio
Jedinstvena svojstva ultra brzoglaseri
Ultra-short impuls trajanje ultra brzih lasera daje ovim sustavima jedinstvena svojstva koja ih razlikuju od lasera dugog pulsa ili kontinuiranog vala (CW). Da bi se stvorio tako kratak puls, potrebna je široka širina pojasa. Oblik impulsa i središnja valna duljina određuju minimalnu širinu pojasa potrebne za stvaranje impulsa određenog trajanja. Obično je taj odnos opisan u smislu produkta vremenske širine (TBP), koji je izveden iz principa neizvjesnosti. TBP Gaussovog impulsa daje se sljedećom formulom: TBPGAUSSIAN = Δτδν≈0.441
Δτ je trajanje impulsa, a ΔV je propusnost frekvencije. U osnovi, jednadžba pokazuje da postoji obrnuta veza između propusnosti spektra i trajanja pulsa, što znači da, kako trajanje impulsa smanjuje, širina pojasa potrebna za stvaranje tog pulsa raste. Slika 1 prikazuje minimalnu širinu pojasa koja je potrebna za podupiranje nekoliko različitih trajanja pulsa.
Slika 1: Minimalna spektralna širina pojasa potrebna za podrškulaserski impulsiod 10 ps (zeleno), 500 fs (plava) i 50 fs (crvena)
Tehnički izazovi ultra brzih lasera
Široka spektralna širina pojasa, vršna snaga i kratko trajanje impulsa ultra brzih lasera moraju se pravilno upravljati u vašem sustavu. Često je jedno od najjednostavnijih rješenja ovih izazova široki spektar lasera. Ako ste u prošlosti prvenstveno koristili dulje puls ili kontinuirano valove lasere, vaša postojeća zaliha optičkih komponenti možda neće moći odražavati ili prenijeti punu propusnost ultra brzih impulsa.
Prag oštećenja lasera
Ultrajasna optika također ima značajno različita i teže se kretati pragovima oštećenja lasera (LDT) u usporedbi s konvencionalnijim laserskim izvorima. Kad se osigura optikaNanosekundi pulsirani laseri, LDT vrijednosti obično su u redoslijedu od 5-10 J/CM2. Za ultra brzu optiku, vrijednosti ove veličine praktično su nečuvene, jer su LDT vrijednosti vjerojatnije da će biti u redoslijedu <1 J/CM2, obično bliže 0,3 J/cm2. Značajna varijacija amplitude LDT u različitim trajanjima impulsa rezultat je mehanizma oštećenja lasera utemeljenog na trajanju pulsa. Za nanosekund lasere ili dužePulsirani laseri, glavni mehanizam koji uzrokuje oštećenja je toplinsko grijanje. Materijali za oblaganje i podlogeoptički uređajiUpiti incidentne fotone i zagrijte ih. To može dovesti do izobličenja kristalne rešetke materijala. Toplinsko širenje, pucanje, taljenje i naprezanje rešetke uobičajeni su mehanizmi toplinskog oštećenja ovihlaserski izvori.
Međutim, za ultra brze lasere, samo trajanje impulsa je brže od vremenske skale prijenosa topline iz lasera u materijalnu rešetku, tako da toplinski učinak nije glavni uzrok oštećenja izazvanih laserom. Umjesto toga, vršna snaga ultra brzog lasera pretvara mehanizam oštećenja u nelinearne procese poput apsorpcije multifotona i ionizacije. Zbog toga nije moguće jednostavno suziti LDT ocjenu nanosekundnog impulsa na onu ultra brzog pulsa, jer je fizički mehanizam oštećenja drugačiji. Stoga će, u istim uvjetima upotrebe (npr. Valna duljina, trajanje impulsa i brzina ponavljanja), optički uređaj s dovoljno visokim LDT ocjenom bit će najbolji optički uređaj za vašu specifičnu primjenu. Optika testirana u različitim uvjetima nije reprezentativna za stvarne performanse iste optike u sustavu.
Slika 1: Mehanizmi oštećenja izazvanih laserom s različitim trajanjima pulsa
Post Vrijeme: lipnja-24-2024