Уникатен ултрабрз ласерски дел прв

Уникатноултрабрз ласерпрв дел

Уникатни својства на ултрабрзласери
Ултра краткото времетраење на импулсот на ултрабрзите ласери им дава на овие системи уникатни својства што ги разликуваат од ласерите со долги импулси или континуирани бранови (CW). За да се генерира таков краток пулс, потребен е пропусен опсег со широк спектар. Обликот на пулсот и централната бранова должина ја одредуваат минималната пропусност потребна за генерирање импулси со одредено времетраење. Вообичаено, оваа врска е опишана во смисла на производ на временски пропусен опсег (TBP), кој е изведен од принципот на несигурност. TBP на Гаусовиот пулс е даден со следнава формула: TBPGaussian=ΔτΔν≈0,441
Δτ е времетраењето на пулсот, а Δv е пропусниот опсег на фреквенцијата. Во суштина, равенката покажува дека постои обратна врска помеѓу пропусниот опсег на спектарот и времетраењето на пулсот, што значи дека како што се намалува времетраењето на пулсот, пропусниот опсег потребен за генерирање на тој пулс се зголемува. Слика 1 го илустрира минималниот опсег потребен за поддршка на неколку различни траења на пулсот.

Слика 1: Минимален спектрален опсег потребен за поддршкаласерски импулсиод 10 ps (зелена), 500 fs (сина) и 50 fs (црвена)

Техничките предизвици на ултрабрзите ласери
Широкиот спектрален опсег, максималната моќност и краткото времетраење на пулсот на ултрабрзите ласери мора правилно да се управуваат во вашиот систем. Често, едно од наједноставните решенија за овие предизвици е излезот со широк спектар на ласери. Ако примарно сте користеле ласери со подолги импулси или ласери со континуирани бранови во минатото, вашата постојна залиха на оптички компоненти можеби нема да може да ја рефлектира или да ја пренесе целата пропусност на ултрабрзите импулси.

Праг на ласерско оштетување
Ултрабрзата оптика, исто така, има значително различни и потешки за навигација прагови на ласерско оштетување (LDT) во споредба со поконвенционалните ласерски извори. Кога е предвидена оптикананосекундни импулсни ласери, вредностите на LDT обично се од редот на 5-10 J/cm2. За ултрабрза оптика, вредностите од оваа големина се практично нечуени, бидејќи вредностите на LDT се со поголема веројатност да бидат од редот на <1 J/cm2, обично поблиску до 0,3 J/cm2. Значајната варијација на амплитудата на LDT при различно времетраење на пулсот е резултат на механизмот на ласерско оштетување врз основа на времетраењето на пулсот. За наносекундни ласери или подолгопулсни ласери, главниот механизам кој предизвикува оштетување е термалното загревање. Материјалите за обложување и подлога наоптички уредиги апсорбира упадните фотони и ги загрева. Ова може да доведе до нарушување на кристалната решетка на материјалот. Термичка експанзија, пукање, топење и напрегање на решетка се вообичаените механизми на термичко оштетување на овиеласерски извори.

Меѓутоа, за ултрабрзите ласери, самото времетраење на пулсот е побрзо од временската скала на пренос на топлина од ласерот до материјалната решетка, така што термичкиот ефект не е главната причина за оштетување предизвикано од ласер. Наместо тоа, максималната моќност на ултрабрзиот ласер го трансформира механизмот на оштетување во нелинеарни процеси како што се апсорпција на повеќе фотони и јонизација. Ова е причината зошто не е можно едноставно да се намали LDT рејтингот на наносекундниот пулс на оној на ултрабрзиот пулс, бидејќи физичкиот механизам на оштетување е различен. Затоа, под исти услови на употреба (на пример, бранова должина, времетраење на пулсот и брзина на повторување), оптички уред со доволно висок рејтинг LDT ќе биде најдобриот оптички уред за вашата специфична апликација. Оптиката тестирана под различни услови не е репрезентативна за реалните перформанси на истата оптика во системот.

Слика 1: Механизми на ласерско индуцирано оштетување со различно времетраење на пулсот