JedinstvenUltrafast laserjedan deo
Jedinstvena svojstva ultrafastalaseri
Ultra kratki pulsni trajanje ultrasta lasera daje ove sisteme jedinstvena svojstva koja ih razlikuju od dugoplata ili neprekidnih talasa (CW) lasera. Da bi se stvorio tako kratki puls, potreban je široka širina pojasa spektra. Oblik pulsa i centralna talasna dužina određuju minimalnu propusnost potrebnu za generiranje impulsa određenog trajanja. Obično se ta veza opisana u pogledu proizvoda na trenerim putem (TBP), koji je izveden iz principa nesigurnosti. TBP Gaussov puls dat je sljedećom formulom: Tbpgaussov = ΔτΔν≈0.441
Δτ je trajanje pulsa i ΔV je frekvencijska širina pojasa. U suštini, jednadžba pokazuje da postoji obrnuti odnos između širine širine opsega spektra i pulsa, što znači da kao trajanje pulsa opada, propusnost koja je potrebna za generiranje da se puls povećava. Slika 1 prikazuje minimalnu propusnost potrebnu za podršku nekoliko različitih pulsnih trajanja.
Slika 1: Minimalna spektralna propusnost potrebna za podrškuLaserski impulsiod 10 ps (zelena), 500 fs (plava) i 50 fs (crvena)
Tehnički izazovi ultrasta lasera
Široka spektralna širina pojasa, vrhunska snaga i kratak pulsni trajanje ultrastavih lasera moraju se pravilno upravljati u vašem sustavu. Često je jedno od najjednostavnijih rješenja ovih izazova široki spektar izlaz lasera. Ako u prošlosti ste prvenstveno koristili duže lasere pulsa ili kontinuirano-talasa, vaša postojeća zaliha optičkih komponenti možda neće moći da odražavaju ili prenose punu propusnost ultra.
Prag laserskog oštećenja
Optika ultrafast također se značajno razlikuje i teže kretati laserskim pragovima oštećenja (LDT) u odnosu na više konvencionalnih laserskih izvora. Kada se osigura optikaNanosekundi pulserani laseri, LDT vrijednosti obično su redoslijedom 5-10 J / CM2. Za ultrafast optiku, vrijednosti ove veličine su praktično nečuvene, jer su LDT vrijednosti vjerovatnije na redu <1 j / cm2, obično bliže 0,3 j / cm2. Značajna varijacija LDT amplitude pod različitim pulsnom trajanjima rezultat je laserskog mehanizma za oštećenje na temelju pulsa trajanja. Za nanosekundi lasere ili dužepulsirani laseri, glavni mehanizam koji uzrokuje oštećenje je termičko grijanje. Materijali za oblaganje i supstratOptički uređajiApsorbiraju fotonije incidenta i zagrijte ih. To može dovesti do izobličenja kristalne rešetke materijala. Toplinska ekspanzija, pucanje, topljenje i rešetka su zajednički termički mehanizmi oštećenja ovihLaserski izvori.
Međutim, za ultrafast lasere, sama trajanje pulsa je brže od vremenske razmjere prijenosa topline od lasera do rešetke materijala, tako da toplinski učinak nije glavni uzrok oštećenja u induciranoj laseru. Umjesto toga, vrhunska snaga ultra tasta lasera pretvara mehanizam oštećenja u nelinearne procese kao što su multi-fotononska apsorpcija i jonizacija. Zbog toga nije moguće jednostavno suziti LDT ocjenu nanosekundnog pulsa na onom ultrasta pulsa, jer je fizički mehanizam oštećenja različiti. Stoga, pod istim uvjetima upotrebe (npr. Valna dužina, trajanje pulsa i brzine ponavljanja), optički uređaj s dovoljno visokim LDT ocjenama bit će najbolji optički uređaj za vašu specifičnu aplikaciju. Optika testirana u različitim uvjetima nisu reprezentativni za stvarne performanse iste optike u sistemu.
Slika 1: Mehanizmi oštećenja indukovanih lasera s različitim pulsnom trajanjem
Pošta: Jun-24-2024