Унікальнызвышхуткі лазерчастка першая
Унікальныя ўласцівасці ультрабыстрыхлазеры
Ультракароткая працягласць імпульсу звышхуткіх лазераў надае гэтым сістэмам унікальныя ўласцівасці, якія адрозніваюць іх ад доўгаімпульсных або бесперапынных (CW) лазераў. Каб згенераваць такі кароткі імпульс, патрабуецца шырокая паласа спектру. Форма імпульсу і цэнтральная даўжыня хвалі вызначаюць мінімальную прапускную здольнасць, неабходную для генерацыі імпульсаў пэўнай працягласці. Як правіла, гэта ўзаемасувязь апісваецца ў тэрмінах прадукту прапускной здольнасці часу (TBP), які выводзіцца з прынцыпу нявызначанасці. TBP імпульсу Гаўса задаецца наступнай формулай: TBPGaussian=ΔτΔν≈0,441
Δτ - гэта працягласць імпульсу, а Δv - паласа частот. Па сутнасці, ураўненне паказвае, што існуе зваротная залежнасць паміж шырынёй паласы спектру і працягласцю імпульсу, што азначае, што па меры памяншэння працягласці імпульсу шырыня прапускання, неабходная для генерацыі гэтага імпульсу, павялічваецца. Малюнак 1 ілюструе мінімальную прапускную здольнасць, неабходную для падтрымкі некалькіх розных працягласцей імпульсаў.
Малюнак 1: Мінімальная спектральная паласа, неабходная для падтрымкілазерныя імпульсы10 пс (зялёны), 500 фс (сіні) і 50 фс (чырвоны)
Тэхнічныя праблемы звышхуткіх лазераў
Шырокая паласа прапускання спектру, пікавая магутнасць і кароткая працягласць імпульсу звышхуткіх лазераў павінны належным чынам кіраваць у вашай сістэме. Часта адным з самых простых рашэнняў гэтых праблем з'яўляецца шырокі спектр выпраменьвання лазераў. Калі вы ў асноўным выкарыстоўвалі больш доўгія імпульсныя або бесперапынныя лазеры ў мінулым, існуючы запас аптычных кампанентаў можа быць не ў стане адлюстраваць або перадаць поўную паласу прапускання звышхуткіх імпульсаў.
Парог пашкоджання лазерам
Звышхуткая оптыка таксама мае істотна адрозныя парогі лазернага пашкоджання (LDT) і больш цяжкія для навігацыі ў параўнанні з больш звычайнымі лазернымі крыніцамі. Пры наяўнасці оптыкінанасекундныя імпульсныя лазеры, значэнні LDT звычайна складаюць парадку 5-10 Дж/см2. Для звышхуткаснай оптыкі значэнні такой велічыні практычна не сустракаюцца, бо значэнні LDT, хутчэй за ўсё, складаюць парадку <1 Дж/см2, звычайна бліжэй да 0,3 Дж/см2. Значныя змены амплітуды LDT пры рознай працягласці імпульсу з'яўляюцца вынікам механізму лазернага пашкоджання, заснаванага на працягласці імпульсу. Для нанасекундных лазераў і большімпульсныя лазеры, асноўным механізмам, які выклікае пашкоджанне, з'яўляецца цеплавой нагрэў. Матэрыялы пакрыцця і падкладкіаптычныя прыладыпаглынаюць падаючыя фатоны і награваюць іх. Гэта можа прывесці да скажэння крышталічнай рашоткі матэрыялу. Цеплавое пашырэнне, парэпанне, расплаўленне і дэфармацыя рашоткі - агульныя механізмы цеплавога пашкоджання гэтыхлазерныя крыніцы.
Аднак для звышхуткіх лазераў сама працягласць імпульсу перавышае часовую шкалу перадачы цяпла ад лазера да рашоткі матэрыялу, таму цеплавой эфект не з'яўляецца асноўнай прычынай пашкоджання, выкліканага лазерам. Замест гэтага пікавая магутнасць звышхуткага лазера ператварае механізм пашкоджання ў нелінейныя працэсы, такія як шматфатоннае паглынанне і іянізацыя. Вось чаму немагчыма проста звузіць рэйтынг LDT нанасекунднага імпульсу да звышхуткага імпульсу, таму што фізічны механізм пашкоджання іншы. Такім чынам, пры аднолькавых умовах выкарыстання (напрыклад, даўжыня хвалі, працягласць імпульсу і частата паўтарэння) аптычная прылада з дастаткова высокім рэйтынгам LDT будзе лепшай аптычнай прыладай для вашага канкрэтнага прымянення. Оптыка, правераная ў розных умовах, не з'яўляецца рэпрэзентатыўнай прадукцыйнасцю адной і той жа оптыкі ў сістэме.
Малюнак 1: Механізмы лазернага пашкоджання рознай працягласцю імпульсу
Час публікацыі: 24 чэрвеня 2024 г