უნიკალური ულტრასწრაფი ლაზერული ნაწილი პირველი

უნიკალურიულტრასწრაფი ლაზერინაწილი პირველი

ულტრასწრაფის უნიკალური თვისებებილაზერები
ულტრასწრაფი ლაზერების ულტრა მოკლე პულსის ხანგრძლივობა ამ სისტემებს აძლევს უნიკალურ თვისებებს, რომლებიც განასხვავებენ მათ ხანგრძლივი იმპულსური ან უწყვეტი ტალღის (CW) ლაზერებისგან. ასეთი მოკლე პულსის შესაქმნელად საჭიროა ფართო სპექტრის გამტარობა. პულსის ფორმა და ცენტრალური ტალღის სიგრძე განსაზღვრავს მინიმალურ გამტარობას, რომელიც საჭიროა კონკრეტული ხანგრძლივობის იმპულსების შესაქმნელად. როგორც წესი, ეს ურთიერთობა აღწერილია დრო-სიჩქარის პროდუქტის (TBP) თვალსაზრისით, რომელიც გამომდინარეობს გაურკვევლობის პრინციპიდან. გაუსის პულსის TBP მოცემულია შემდეგი ფორმულით:TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ არის პულსის ხანგრძლივობა და Δv არის სიხშირის გამტარობა. არსებითად, განტოლება გვიჩვენებს, რომ არსებობს საპირისპირო კავშირი სპექტრის გამტარობასა და პულსის ხანგრძლივობას შორის, რაც იმას ნიშნავს, რომ პულსის ხანგრძლივობის შემცირებით, ამ პულსის გენერირებისთვის საჭირო გამტარობა იზრდება. სურათი 1 ასახავს მინიმალურ გამტარობას, რომელიც საჭიროა რამდენიმე განსხვავებული პულსის ხანგრძლივობის მხარდასაჭერად.

სურათი 1: მინიმალური სპექტრული გამტარობა, რომელიც საჭიროა მხარდაჭერისთვისლაზერული პულსები10 ps (მწვანე), 500 fs (ლურჯი) და 50 fs (წითელი)

ულტრასწრაფი ლაზერების ტექნიკური გამოწვევები
ულტრასწრაფი ლაზერების ფართო სპექტრული გამტარობა, პიკური სიმძლავრე და პულსის მოკლე ხანგრძლივობა სწორად უნდა მართოთ თქვენს სისტემაში. ხშირად, ამ გამოწვევების ერთ-ერთი უმარტივესი გამოსავალი არის ლაზერების ფართო სპექტრის გამომუშავება. თუ წარსულში ძირითადად იყენებდით უფრო გრძელი იმპულსური ან უწყვეტი ტალღის ლაზერებს, თქვენი არსებული ოპტიკური კომპონენტების მარაგი შესაძლოა ვერ ასახავდეს ან გადასცეს ულტრასწრაფი იმპულსების სრული გამტარუნარიანობა.

ლაზერული დაზიანების ბარიერი
ულტრასწრაფ ოპტიკას ასევე აქვს მნიშვნელოვნად განსხვავებული და უფრო რთული ნავიგაცია ლაზერული დაზიანების ზღურბლები (LDT) უფრო ჩვეულებრივ ლაზერულ წყაროებთან შედარებით. როცა ოპტიკაა გათვალისწინებულინანოწამიანი პულსირებული ლაზერები, LDT მნიშვნელობები ჩვეულებრივ არის 5-10 ჯ/სმ2 რიგით. ულტრასწრაფი ოპტიკისთვის, ამ სიდიდის მნიშვნელობები პრაქტიკულად გაუგონარია, რადგან LDT მნიშვნელობები უფრო სავარაუდოა, რომ იყოს <1 ჯ/სმ2 რიგის, ჩვეულებრივ 0,3 ჯ/სმ2-ის მიახლოებით. LDT ამპლიტუდის მნიშვნელოვანი ცვალებადობა პულსის სხვადასხვა ხანგრძლივობით არის ლაზერული დაზიანების მექანიზმის შედეგი, რომელიც დაფუძნებულია პულსის ხანგრძლივობაზე. ნანოწამიანი ლაზერებისთვის ან უფრო გრძელიპულსირებული ლაზერები, ძირითადი მექანიზმი, რომელიც იწვევს დაზიანებას, არის თერმული გათბობა. საფარი და სუბსტრატის მასალებიოპტიკური მოწყობილობებიშთანთქავს შემხვედრ ფოტონებს და ათბობს მათ. ამან შეიძლება გამოიწვიოს მასალის ბროლის ბადის დამახინჯება. თერმული გაფართოება, ბზარი, დნობა და გისოსების დაძაბვა არის ამ თერმული დაზიანების საერთო მექანიზმები.ლაზერული წყაროები.

თუმცა, ულტრასწრაფი ლაზერებისთვის, პულსის ხანგრძლივობა თავისთავად უფრო სწრაფია, ვიდრე ლაზერიდან მასალის ბადეზე სითბოს გადაცემის დროის მასშტაბი, ამიტომ თერმული ეფექტი არ არის ლაზერით გამოწვეული დაზიანების მთავარი მიზეზი. ამის ნაცვლად, ულტრასწრაფი ლაზერის პიკური სიმძლავრე გარდაქმნის დაზიანების მექანიზმს არაწრფივ პროცესებად, როგორიცაა მრავალფოტონური შთანთქმა და იონიზაცია. სწორედ ამიტომ შეუძლებელია ნანოწამიანი პულსის LDT რეიტინგის უბრალოდ შევიწროება ულტრასწრაფ პულსზე, რადგან დაზიანების ფიზიკური მექანიზმი განსხვავებულია. ამიტომ, გამოყენების იგივე პირობებში (მაგ., ტალღის სიგრძე, პულსის ხანგრძლივობა და გამეორების სიხშირე), ოპტიკური მოწყობილობა საკმარისად მაღალი LDT რეიტინგით იქნება საუკეთესო ოპტიკური მოწყობილობა თქვენი კონკრეტული აპლიკაციისთვის. სხვადასხვა პირობებში შემოწმებული ოპტიკა არ წარმოადგენს სისტემაში ერთი და იგივე ოპტიკის ფაქტობრივ შესრულებას.

სურათი 1: ლაზერით გამოწვეული დაზიანების მექანიზმები პულსის სხვადასხვა ხანგრძლივობით