Јединственоултрабрзи ласерпрви део
Јединствена својства ултрабрзеласери
Ултра-кратко трајање импулса ултрабрзих ласера даје овим системима јединствена својства која их разликују од дугопулсних или континуираних (ЦВ) ласера. Да би се генерисао тако кратак импулс, потребан је пропусни опсег широког спектра. Облик импулса и централна таласна дужина одређују минимални пропусни опсег потребан за генерисање импулса одређеног трајања. Типично, овај однос се описује у смислу производа временског пропусног опсега (ТБП), који је изведен из принципа несигурности. ТБП Гаусовог импулса је дат следећом формулом: ТБПГауссиан=ΔτΔν≈0,441
Δτ је трајање импулса, а Δв је фреквенцијски опсег. У суштини, једначина показује да постоји инверзна веза између ширине спектра и трајања импулса, што значи да како се трајање импулса смањује, ширина опсега потребна за генерисање тог импулса се повећава. Слика 1 илуструје минимални пропусни опсег потребан за подршку неколико различитих трајања импулса.
Слика 1: Минимални спектрални пропусни опсег потребан за подршкуласерски импулсиод 10 пс (зелена), 500 фс (плава) и 50 фс (црвена)
Технички изазови ултрабрзих ласера
Широки спектрални опсег, вршна снага и кратко трајање импулса ултрабрзих ласера морају се правилно управљати у вашем систему. Често, једно од најједноставнијих решења за ове изазове је излаз ласера широког спектра. Ако сте у прошлости првенствено користили ласере са дужим импулсима или континуираним таласима, ваша постојећа залиха оптичких компоненти можда неће моћи да одрази или пренесе пуну ширину опсега ултрабрзих импулса.
Праг оштећења ласера
Ултрабрза оптика такође има значајно различите и теже навигацијске прагове ласерског оштећења (ЛДТ) у поређењу са конвенционалнијим ласерским изворима. Када је предвиђена оптикананосекундни пулсни ласери, ЛДТ вредности су обично реда 5-10 Ј/цм2. За ултрабрзу оптику, вредности ове величине су практично непознате, пошто је већа вероватноћа да ће вредности ЛДТ бити реда величине <1 Ј/цм2, обично ближе 0,3 Ј/цм2. Значајне варијације амплитуде ЛДТ-а под различитим трајањем импулса су резултат механизма ласерског оштећења заснованог на трајању импулса. За наносекундне ласере или дужепулсни ласери, главни механизам који узрокује штету је топлотно загревање. Материјали премаза и подлогеоптички уређајиапсорбују упадне фотоне и загревају их. Ово може довести до изобличења кристалне решетке материјала. Термичко ширење, пуцање, топљење и напрезање решетке су уобичајени механизми топлотног оштећења овихласерски извори.
Међутим, за ултрабрзе ласере, само трајање импулса је брже од временске скале преноса топлоте са ласера на решетку материјала, тако да термални ефекат није главни узрок оштећења изазваних ласером. Уместо тога, вршна снага ултрабрзог ласера трансформише механизам оштећења у нелинеарне процесе као што су вишефотонска апсорпција и јонизација. Због тога није могуће једноставно сузити ЛДТ оцену наносекундног импулса на ону ултрабрзог импулса, јер је физички механизам оштећења другачији. Стога, под истим условима употребе (нпр. таласна дужина, трајање импулса и стопа понављања), оптички уређај са довољно високим ЛДТ рејтингом биће најбољи оптички уређај за вашу специфичну примену. Оптика тестирана под различитим условима није репрезентативна за стварне перформансе исте оптике у систему.
Слика 1: Механизми ласерски индукованог оштећења са различитим трајањем импулса
Време поста: 24.06.2024