Uniekultravinnige laserdeel een
Unieke eienskappe van ultravinnigelasers
Die ultra-kort polsduur van ultravinnige lasers gee hierdie stelsels unieke eienskappe wat hulle onderskei van langpuls- of deurlopende-golf (CW) lasers. Om so 'n kort puls te genereer, is 'n wye spektrum bandwydte nodig. Die pulsvorm en sentrale golflengte bepaal die minimum bandwydte wat benodig word om pulse van 'n bepaalde duur te genereer. Tipies word hierdie verhouding beskryf in terme van die tyd-bandwydteproduk (TBP), wat afgelei is van die onsekerheidsbeginsel. Die TBP van die Gaussiese pols word gegee deur die volgende formule:TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ is die pulsduur en Δv is die frekwensiebandwydte. In wese toon die vergelyking dat daar 'n omgekeerde verband is tussen spektrumbandwydte en pulsduur, wat beteken dat soos die duur van die puls afneem, die bandwydte wat nodig is om daardie puls te genereer, toeneem. Figuur 1 illustreer die minimum bandwydte wat benodig word om verskeie verskillende pulstydperke te ondersteun.
Figuur 1: Minimum spektrale bandwydte benodig om te ondersteunlaser pulsevan 10 ps (groen), 500 fs (blou) en 50 fs (rooi)
Die tegniese uitdagings van ultravinnige lasers
Die wye spektrale bandwydte, piekkrag en kort polsduur van ultravinnige lasers moet behoorlik in jou stelsel bestuur word. Dikwels is een van die eenvoudigste oplossings vir hierdie uitdagings die breëspektrumuitset van lasers. As jy in die verlede hoofsaaklik langer puls- of aaneengolflasers gebruik het, kan jou bestaande voorraad optiese komponente dalk nie die volle bandwydte van ultravinnige pulse weerspieël of oordra nie.
Laser skade drempel
Ultravinnige optika het ook aansienlik verskillende en moeiliker om te navigeer laserskadedrempels (LDT) in vergelyking met meer konvensionele laserbronne. Wanneer optika voorsiening gemaak wordnanosekonde gepulste lasers, LDT-waardes is gewoonlik in die orde van 5-10 J/cm2. Vir ultravinnige optika is waardes van hierdie grootte feitlik ongehoord, aangesien LDT-waardes meer geneig is om in die orde van <1 J/cm2 te wees, gewoonlik nader aan 0.3 J/cm2. Die beduidende variasie van LDT-amplitude onder verskillende pulstydperke is die gevolg van laserskademeganisme gebaseer op pulsduur. Vir nanosekonde lasers of langergepulseerde lasers, die hoofmeganisme wat skade veroorsaak, is termiese verhitting. Die coating en substraat materiale van dieoptiese toestelleabsorbeer die invallende fotone en verhit dit. Dit kan lei tot vervorming van die materiaal se kristalrooster. Termiese uitsetting, krake, smelting en tralievervorming is die algemene termiese skademeganismes van hierdielaser bronne.
Vir ultravinnige lasers is die polsduur egter vinniger as die tydskaal van hitte-oordrag van die laser na die materiaalrooster, dus is die termiese effek nie die hoofoorsaak van lasergeïnduseerde skade nie. In plaas daarvan omskep die piekkrag van die ultravinnige laser die skademeganisme in nie-lineêre prosesse soos multi-fotonabsorpsie en ionisasie. Dit is hoekom dit nie moontlik is om bloot die LDT-gradering van 'n nanosekonde-puls te verminder tot dié van 'n ultravinnige pols nie, want die fisiese meganisme van skade is anders. Daarom, onder dieselfde gebruiksomstandighede (bv. golflengte, polsduur en herhalingstempo), sal 'n optiese toestel met 'n voldoende hoë LDT-gradering die beste optiese toestel vir jou spesifieke toepassing wees. Optika wat onder verskillende toestande getoets is, is nie verteenwoordigend van die werklike werkverrigting van dieselfde optika in die stelsel nie.
Figuur 1: Meganismes van lasergeïnduseerde skade met verskillende polsduur
Pos tyd: Jun-24-2024