Унікальнызвышхуткі лазерчастка першая
Унікальныя ўласцівасці звышхуткагалазеры
Ультракароткая працягласць імпульсу звышхуткіх лазераў надае гэтым сістэмам унікальныя ўласцівасці, якія адрозніваюць іх ад лазераў з доўгім імпульсам або лазераў бесперапыннай хвалі (CW). Для генерацыі такога кароткага імпульсу патрабуецца шырокая паласа прапускання. Форма імпульсу і цэнтральная даўжыня хвалі вызначаюць мінімальную паласу прапускання, неабходную для генерацыі імпульсаў пэўнай працягласці. Як правіла, гэтая залежнасць апісваецца з дапамогай здабытку часу на шырыню паласы прапускання (TBP), які атрымліваецца з прынцыпу нявызначанасці. TBP гаўсаўскага імпульсу задаецца наступнай формулай: TBP Гаўсава = ΔτΔν ≈ 0,441
Δτ — працягласць імпульсу, а Δv — шырыня паласы частот. Па сутнасці, ураўненне паказвае, што існуе адваротная залежнасць паміж прапускной здольнасцю спектру і працягласцю імпульсу, гэта значыць, што па меры памяншэння працягласці імпульсу прапускная здольнасць, неабходная для яго генерацыі, павялічваецца. На малюнку 1 паказана мінімальная прапускная здольнасць, неабходная для падтрымкі некалькіх розных працягласцяў імпульсу.
Малюнак 1: Мінімальная спектральная прапускная здольнасць, неабходная для падтрымкілазерныя імпульсы10 пс (зялёны), 500 фс (сіні) і 50 фс (чырвоны)
Тэхнічныя праблемы звышхуткіх лазераў
Шырокі спектральны дыяпазон, пікавая магутнасць і кароткая працягласць імпульсу звышхуткіх лазераў павінны быць належным чынам рэгуляваны ў вашай сістэме. Часта адным з самых простых рашэнняў гэтых праблем з'яўляецца шырокаспектральны выхад лазераў. Калі ў мінулым вы ў асноўным выкарыстоўвалі лазеры з больш доўгімі імпульсамі або бесперапыннай хваляй, ваш існуючы запас аптычных кампанентаў можа быць не ў стане адлюстроўваць або перадаваць поўную паласу прапускання звышхуткіх імпульсаў.
Парог лазернага пашкоджання
Звышхуткая оптыка таксама мае значна іншыя і больш складаныя для налады парогі лазернага пашкоджання (LDT) у параўнанні з больш традыцыйнымі лазернымі крыніцамі. Калі прадугледжана оптыка длянанасекундныя імпульсныя лазерыЗначэнні LDT звычайна складаюць парадак 5-10 Дж/см2. Для звышхуткай оптыкі значэнні такой велічыні практычна не сустракаюцца, бо значэнні LDT, хутчэй за ўсё, складаюць парадак <1 Дж/см2, звычайна бліжэй да 0,3 Дж/см2. Значная змена амплітуды LDT пры рознай працягласці імпульсу з'яўляецца вынікам механізму пашкоджання лазерам, заснаванага на працягласці імпульсу. Для нанасекундных лазераў або большімпульсныя лазеры, асноўным механізмам, які выклікае пашкоджанне, з'яўляецца тэрмічны нагрэў. Матэрыялы пакрыцця і падкладкіаптычныя прыладыпаглынаюць падаючыя фатоны і награваюць іх. Гэта можа прывесці да скажэння крышталічнай рашоткі матэрыялу. Цеплавое пашырэнне, расколіны, плаўленне і дэфармацыя рашоткі з'яўляюцца распаўсюджанымі механізмамі цеплавога пашкоджання гэтыхлазерныя крыніцы.
Аднак для звышхуткіх лазераў сама працягласць імпульсу хутчэйшая за час перадачы цяпла ад лазера да матэрыяльнай рашоткі, таму цеплавы эфект не з'яўляецца асноўнай прычынай пашкоджання, выкліканага лазерам. Замест гэтага пікавая магутнасць звышхуткага лазера пераўтварае механізм пашкоджання ў нелінейныя працэсы, такія як шматфатоннае паглынанне і іанізацыя. Вось чаму немагчыма проста звузіць рэйтынг LDT нанасекунднага імпульсу да ўзроўню звышхуткага імпульсу, бо фізічны механізм пашкоджання адрозніваецца. Такім чынам, пры аднолькавых умовах выкарыстання (напрыклад, даўжыня хвалі, працягласць імпульсу і частата паўтарэння) аптычная прылада з дастаткова высокім рэйтынгам LDT будзе найлепшай аптычнай прыладай для вашага канкрэтнага прымянення. Оптыка, пратэставаная ў розных умовах, не з'яўляецца рэпрэзентатыўнай для рэальнай прадукцыйнасці адной і той жа оптыкі ў сістэме.
Малюнак 1: Механізмы пашкоджання, выкліканага лазерам, з рознай працягласцю імпульсу
Час публікацыі: 24 чэрвеня 2024 г.