Уникатен ултрафаст ласерски дел еден

УникатноУлтрафаст ласерПрв дел

Уникатни својства на ултрафастласери
Времетраењето на ултра-краткиот пулс на ултрафастните ласери им дава на овие системи уникатни својства што ги разликуваат од ласерите со долг пулс или континуиран бран (CW). За да се генерира таков краток пулс, потребен е широк опсег на опсег на спектар. Обликот на пулсот и централната бранова должина ја одредуваат минималната ширина на опсег потребна за да се генерираат пулсирања со одредено времетраење. Обично, оваа врска е опишана во однос на производот за ширина на временска опсег (TBP), кој е изведен од принципот на неизвесност. ТБП на гаузискиот пулс е даден со следнава формула: tbpgaussian = Δτδν≈0.441
Δτ е времетраењето на пулсот и ΔV е ширина на опсег на фреквенција. Во суштина, равенката покажува дека постои инверзна врска помеѓу широчината на опсегот на спектарот и времетраењето на пулсот, што значи дека како што се намалува времетраењето на пулсот, широчината на опсегот е потребен за да се генерира тој пулсот се зголемува. Слика 1 го илустрира минималниот опсег потребен за поддршка на неколку различни траење на пулсот.

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

Техничките предизвици на ултрафастните ласери
Широката спектрална ширина на опсег, врвна моќност и кратко времетраење на пулсот на ултрафастните ласери мора правилно да се управува во вашиот систем. Честопати, едно од наједноставните решенија за овие предизвици е излезот на широк спектар на ласери. Ако првенствено користеле подолг пулс или ласери со континуиран бран во минатото, постојната залиха на оптички компоненти можеби нема да може да ја одразува или пренесе целата ширина на опсег на ултрафаст пулси.

Праг на ласерско оштетување
Ултрафаст оптика исто така има значително различни и потешки за навигација на праговите за оштетување на ласер (ЛДТ) во споредба со поконвенционалните ласерски извори. Кога се обезбедени оптикаНаносекунда пулсирани ласери, Вредностите на ЛДТ обично се во редослед на 5-10 j/cm2. За ултрафаст оптика, вредностите со оваа големина се практично нечуени, бидејќи вредностите на ЛДТ се со поголема веројатност да бидат по редослед на <1 j/cm2, обично поблиску до 0,3 J/cm2. Значајната варијација на амплитудата на ЛДТ под различни траење на пулсот е резултат на механизам за оштетување на ласер заснован на траење на пулсот. За ласери на наносекунда или подолгопулсирани ласери, главниот механизам што предизвикува оштетување е термичко греење. Материјалите за обложување и подлогата наОптички уредиАпсорбирајте ги фотоните на инцидентот и загрејте ги. Ова може да доведе до нарушување на кристалната решетка на материјалот. Топлинско проширување, пукање, топење и решетка се вообичаени механизми за термичко оштетување на овиеласерски извори.

Како и да е, за ултрафастните ласери, самото времетраење на пулсот е побрзо од временската скала на пренесување на топлина од ласерот до материјалната решетка, така што термичкиот ефект не е главната причина за оштетување предизвикано од ласер. Наместо тоа, врвната моќност на ултрафастниот ласер го трансформира механизмот за оштетување во нелинеарни процеси како што се мулти-фотонска апсорпција и јонизација. Ова е причината зошто не е можно едноставно да се намали рејтингот на ЛДТ на наносекуден пулс на оној на ултрафаст пулс, затоа што физичкиот механизам на оштетување е различен. Затоа, под истите услови на употреба (на пр., Бранова должина, времетраење на пулсот и стапка на повторување), оптички уред со доволно висок LDT рејтинг 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 оштетување предизвикано од ласер со различни траење на пулсот