უნიკალური Ultrafast ლაზერი პირველი ნაწილი

ოვანიულტრაფასტის ლაზერინაწილი პირველი

ულტრაფასტის უნიკალური თვისებებილაზერები
Ultrafast ლაზერების ულტრა მოკლე პულსის ხანგრძლივობა ამ სისტემებს აძლევს უნიკალურ თვისებებს, რაც განასხვავებს მათ გრძელი პულსი ან უწყვეტი ტალღის (CW) ლაზერებისგან. ასეთი მოკლე პულსის შესაქმნელად, საჭიროა ფართო სპექტრის გამტარობა. პულსის ფორმა და ცენტრალური ტალღის სიგრძე განსაზღვრავს კონკრეტული ხანგრძლივობის პულსის წარმოქმნისთვის საჭირო მინიმალურ გამტარობას. როგორც წესი, ეს ურთიერთობა აღწერილია დროის სიჩქარის პროდუქტის (TBP) თვალსაზრისით, რომელიც გამომდინარეობს გაურკვევლობის პრინციპიდან. გაუსური პულსის TBP მოცემულია შემდეგი ფორმულით: TBPGAUSSIAN = Δτδν≈0.441
Δτ არის პულსის ხანგრძლივობა და ΔV არის სიხშირის გამტარობა. არსებითად, განტოლება აჩვენებს, რომ არსებობს ინვერსიული ურთიერთობა სპექტრის გამტარობასა და პულსის ხანგრძლივობას შორის, რაც იმას ნიშნავს, რომ როგორც პულსის ხანგრძლივობა მცირდება, სიჩქარეს უნდა წარმოქმნას, რომ პულსი იზრდება. სურათი 1 ასახავს მინიმალური სიჩქარეს, რომელიც საჭიროა პულსის რამდენიმე სხვადასხვა ხანგრძლივობის მხარდასაჭერად.

სურათი 1: მინიმალური სპექტრული სიჩქარეს, რომელიც საჭიროა მხარდაჭერისთვისლაზერული პულსი10 PS (მწვანე), 500 fs (ლურჯი) და 50 fs (წითელი)

ულტრაფასტის ლაზერების ტექნიკური გამოწვევები
ფართო სპექტრული სიჩქარეს, მწვერვალის სიმძლავრეს და ულტრაბგერითი ლაზერების მოკლე პულსის ხანგრძლივობას სწორად უნდა მართავდეს თქვენს სისტემაში. ხშირად, ამ გამოწვევების ერთ -ერთი უმარტივესი გამოსავალია ლაზერების ფართო სპექტრის გამომუშავება. თუ წარსულში, პირველ რიგში, უფრო გრძელი პულსი ან უწყვეტი ტალღის ლაზერები გაქვთ გამოყენებული, ოპტიკური კომპონენტების არსებულმა მარაგმა შეიძლება ვერ შეძლოს ულტრაბგერითი პულსის სრული სიჩქარის ასახვა ან გადაცემა.

ლაზერული დაზიანების ბარიერი
Ultrafast ოპტიკას ასევე აქვს მნიშვნელოვნად განსხვავებული და უფრო რთული ნავიგაცია ლაზერული დაზიანების ბარიერების (LDT) უფრო ჩვეულებრივი ლაზერული წყაროების შედარებით. როდესაც ოპტიკაა გათვალისწინებულინანოწამები პულსირებული ლაზერები, LDT მნიშვნელობები, როგორც წესი, 5-10 J/cm2 თანმიმდევრობით ხდება. Ultrafast ოპტიკისთვის, ამ მასშტაბის მნიშვნელობები პრაქტიკულად არნახულია, რადგან LDT მნიშვნელობები უფრო სავარაუდოა, რომ <1 j/cm2 ბრძანებით, ჩვეულებრივ, უფრო ახლოს არის 0.3 J/cm2. LDT ამპლიტუდის მნიშვნელოვანი ცვალებადობა პულსის სხვადასხვა ხანგრძლივობის პირობებში არის ლაზერული დაზიანების მექანიზმის შედეგი პულსის ხანგრძლივობებზე დაყრდნობით. ნანოსეკონდის ლაზერებისთვის ან უფრო გრძელიპულსირებული ლაზერები, მთავარი მექანიზმი, რომელიც იწვევს დაზიანებას, არის თერმული გათბობა. საფარის და სუბსტრატის მასალებიოპტიკური მოწყობილობებიაითვისეთ ინციდენტის ფოტონები და გაათბეთ ისინი. ამან შეიძლება გამოიწვიოს მასალის ბროლის ლაქის დამახინჯება. თერმული გაფართოება, ბზარი, დნობა და ცხრილის შტამი არის ამ თერმული დაზიანების საერთო მექანიზმებილაზერული წყაროები.

ამასთან, ულტრაფასტის ლაზერებისთვის, პულსის ხანგრძლივობა თავისთავად უფრო სწრაფია, ვიდრე ლაზერიდან მატერიალურ ქსელში სითბოს გადაცემის დრო, ასე რომ, თერმული ეფექტი არ არის ლაზერული დაზიანების ძირითადი მიზეზი. ამის ნაცვლად, ულტრაფასტის ლაზერის მწვერვალის ძალა ზიანის მექანიზმს გარდაქმნის არაწრფივი პროცესებში, როგორიცაა მრავალფოტონის შეწოვა და იონიზაცია. სწორედ ამიტომ შეუძლებელია ნანოწამების პულსის LDT შეფასების შემცირება ულტრაბგერითი პულსის მიმართ, რადგან დაზიანების ფიზიკური მექანიზმი განსხვავებულია. ამრიგად, გამოყენების იმავე პირობებში (მაგ., ტალღის სიგრძე, პულსის ხანგრძლივობა და განმეორების სიჩქარე), საკმარისად მაღალი LDT შეფასების მქონე ოპტიკური მოწყობილობა საუკეთესო ოპტიკური მოწყობილობა იქნება თქვენი კონკრეტული პროგრამისთვის. სხვადასხვა პირობებში ტესტირებული ოპტიკა არ წარმოადგენს სისტემაში იგივე ოპტიკის ფაქტობრივი შესრულების წარმომადგენელს.

სურათი 1: ლაზერული გამოწვეული დაზიანების მექანიზმები სხვადასხვა პულსის ხანგრძლივობით