Unykultrasnelle laserdiel ien
Unike eigenskippen fan ultrasnellasers
De ultrakoarte pulsdoer fan ultrasnelle lasers jout dizze systemen unike eigenskippen dy't har ûnderskiede fan lange-puls- of trochgeande-golf (CW) lasers. Om sa'n koarte puls te generearjen, is in breed spektrum bânbreedte nedich. De pulsfoarm en sintrale golflingte bepale de minimale bânbreedte dy't nedich is om pulsen fan in bepaalde doer te generearjen. Typysk wurdt dizze relaasje beskreaun yn termen fan it tiid-bânbreedteprodukt (TBP), dat ôflaat is fan it ûnwissichheidsprinsipe. De TBP fan 'e Gaussyske puls wurdt jûn troch de folgjende formule: TBPGaussysk = ΔτΔν ≈ 0.441
Δτ is de pulsduer en Δv is de frekwinsjebânbreedte. Yn essinsje lit de fergeliking sjen dat der in omkearde relaasje is tusken spektrumbânbreedte en pulsduer, wat betsjut dat as de doer fan 'e puls ôfnimt, de bânbreedte dy't nedich is om dy puls te generearjen tanimt. Figuer 1 yllustrearret de minimale bânbreedte dy't nedich is om ferskate ferskillende pulsduer te stypjen.
Figuer 1: Minimale spektrale bânbreedte nedich om te stypjenlaserpulsenfan 10 ps (grien), 500 fs (blau), en 50 fs (read)
De technyske útdagings fan ultrasnelle lasers
De brede spektrale bânbreedte, pykfermogen en koarte pulsduer fan ultrasnelle lasers moatte goed beheard wurde yn jo systeem. Faak is ien fan 'e ienfâldichste oplossingen foar dizze útdagings de breedspektrumútfier fan lasers. As jo yn it ferline benammen langere puls- of trochgeande-golflaser brûkt hawwe, kin jo besteande foarried optyske komponinten miskien net de folsleine bânbreedte fan ultrasnelle pulsen reflektearje of oerdrage.
Laser skea drompel
Ultrasnelle optyske apparaten hawwe ek signifikant ferskillende en dreger te navigearjen laserskea-drempels (LDT) yn ferliking mei mear konvinsjonele laserboarnen. As optyske apparaten foarsjoen wurde foarnanosekonde pulsearre lasers, LDT-wearden binne meastal yn 'e oarder fan 5-10 J/cm2. Foar ultrasnelle optyk binne wearden fan dizze grutte praktysk ûnheard fan, om't LDT-wearden wierskynliker yn 'e oarder fan <1 J/cm2 binne, meastal tichter by 0,3 J/cm2. De wichtige fariaasje fan LDT-amplitude ûnder ferskillende pulsduerren is it resultaat fan it laserskeameganisme basearre op pulsduerren. Foar nanosekondelasers of langerpulsearre lasers, it wichtichste meganisme dat skea feroarsaket is termyske ferwaarming. De coating- en substraatmaterialen fan 'eoptyske apparatenabsorbearje de ynfallende fotonen en ferwaarmje se. Dit kin liede ta ferfoarming fan it kristalrooster fan it materiaal. Termyske útwreiding, barsten, smelten en roosterspanning binne de mienskiplike termyske skeameganismen fan dizzelaserboarnen.
Foar ultrasnelle lasers is de pulsduer sels lykwols rapper as de tiidskaal fan waarmte-oerdracht fan 'e laser nei it materiaalrooster, sadat it termyske effekt net de wichtichste oarsaak is fan laser-induzearre skea. Ynstee dêrfan transformearret it pykfermogen fan 'e ultrasnelle laser it skeameganisme yn net-lineaire prosessen lykas multi-fotonabsorpsje en ionisaasje. Dêrom is it net mooglik om de LDT-wurdearring fan in nanosekondepuls gewoan te beheinen ta dy fan in ultrasnelle puls, om't it fysike meganisme fan skea oars is. Dêrom sil ûnder deselde gebrûksomstannichheden (bygelyks golflingte, pulsduer en werhellingsfrekwinsje) in optysk apparaat mei in foldwaande hege LDT-wurdearring it bêste optyske apparaat wêze foar jo spesifike tapassing. Optyk dy't ûnder ferskillende omstannichheden test is, is net fertsjintwurdigjend foar de werklike prestaasjes fan deselde optyk yn it systeem.
Figuer 1: Mechanismen fan laser-induzearre skea mei ferskillende pulsduer
Pleatsingstiid: 24 juny 2024