Unikālsīpaši ātrs lāzerspirmā daļa
Īpaši ātras darbības unikālās īpašībaslāzeri
Īpaši īsais impulsa ilgums īpaši ātrajiem lāzeriem piešķir šīm sistēmām unikālas īpašības, kas tās atšķir no garo impulsu vai nepārtraukto viļņu (CW) lāzeriem. Lai ģenerētu tik īsu impulsu, ir nepieciešams plašs spektra joslas platums. Impulsa forma un centrālais viļņa garums nosaka minimālo joslas platumu, kas nepieciešams, lai ģenerētu noteikta ilguma impulsus. Parasti šo attiecību apraksta ar laika joslas platuma reizinājumu (TBP), kas ir atvasināts no nenoteiktības principa. Gausa impulsa TBP ir aprēķināts ar šādu formulu: TBP Gausa = ΔτΔν ≈ 0,441
Δτ ir impulsa ilgums un Δv ir frekvences joslas platums. Būtībā vienādojums parāda, ka pastāv apgriezta proporcija starp spektra joslas platumu un impulsa ilgumu, kas nozīmē, ka, samazinoties impulsa ilgumam, palielinās joslas platums, kas nepieciešams, lai ģenerētu šo impulsu. 1. attēlā parādīts minimālais joslas platums, kas nepieciešams, lai atbalstītu vairākus dažādus impulsa ilgumus.
1. attēls: Minimālā spektrālā joslas platums, kas nepieciešams, lai atbalstītulāzera impulsi10 ps (zaļš), 500 fs (zils) un 50 fs (sarkans)
Ultraātru lāzeru tehniskās problēmas
Jūsu sistēmā ir pareizi jāpārvalda īpaši ātro lāzeru plašais spektra joslas platums, maksimālā jauda un īsais impulsa ilgums. Bieži vien viens no vienkāršākajiem risinājumiem šīm problēmām ir lāzeru plašais spektra starojums. Ja iepriekš galvenokārt esat izmantojis garāku impulsu vai nepārtrauktas darbības lāzerus, jūsu esošais optisko komponentu klāsts, iespējams, nevarēs atstarot vai pārraidīt īpaši ātro impulsu pilnu joslas platumu.
Lāzera bojājumu slieksnis
Īpaši ātrajai optikai ir arī ievērojami atšķirīgi un grūtāk nosakāmi lāzera bojājumu sliekšņi (LDT) salīdzinājumā ar tradicionālākiem lāzera avotiem. Ja optika ir paredzētananosekundes impulsa lāzeri, LDT vērtības parasti ir 5–10 J/cm2 robežās. Īpaši ātrai optikai šāda lieluma vērtības praktiski nav sastopamas, jo LDT vērtības, visticamāk, ir <1 J/cm2 robežās, parasti tuvāk 0,3 J/cm2. Būtiskās LDT amplitūdas variācijas dažādos impulsa ilgumos ir lāzera bojājumu mehānisma rezultāts, kas balstīts uz impulsa ilgumu. Nanosekundes lāzeriem vai ilgākiemimpulsa lāzerigalvenais bojājumu rašanās mehānisms ir termiskā uzkaršana. Pārklājuma un substrāta materiālioptiskās ierīcesabsorbē krītošos fotonus un tos sasilda. Tas var izraisīt materiāla kristāla režģa deformāciju. Termiskā izplešanās, plaisāšana, kušana un režģa deformācija ir biežāk sastopamie šo materiālu termiskās bojāšanas mehānismi.lāzera avoti.
Tomēr īpaši ātrajiem lāzeriem impulsa ilgums pats par sevi ir ātrāks nekā siltuma pārneses laika skala no lāzera uz materiāla režģi, tāpēc termiskais efekts nav galvenais lāzera izraisīto bojājumu cēlonis. Tā vietā īpaši ātrā lāzera maksimālā jauda pārveido bojājumu mehānismu nelineāros procesos, piemēram, daudzfotonu absorbcijā un jonizācijā. Tāpēc nav iespējams vienkārši sašaurināt nanosekundes impulsa LDT vērtējumu līdz īpaši ātra impulsa vērtējumam, jo bojājumu fiziskais mehānisms ir atšķirīgs. Tāpēc vienādos lietošanas apstākļos (piemēram, viļņa garums, impulsa ilgums un atkārtošanās ātrums) optiskā ierīce ar pietiekami augstu LDT vērtējumu būs labākā optiskā ierīce jūsu konkrētajam pielietojumam. Optika, kas pārbaudīta dažādos apstākļos, neatspoguļo tās pašas optikas faktisko veiktspēju sistēmā.
1. attēls: Lāzera izraisītu bojājumu mehānismi ar dažādu impulsa ilgumu
Publicēšanas laiks: 2024. gada 24. jūnijs