Eenzegaartegultraschnell LaserDeel eent
Eenzegaarteg Eegeschafte vun ultrafastLaser
D'ultra-kuerz Puls Dauer vun ultraschnell Laser gëtt dëse Systemer eenzegaarteg Eegeschafte datt se vun laang-Puls oder kontinuéierlech-Welle (CW) Laser z'ënnerscheeden. Fir sou e kuerze Puls ze generéieren, ass eng breet Spektrum Bandbreedung néideg. D'Pulsform an d'Zentralwellelängt bestëmmen d'Mindestbandbreedung déi néideg ass fir Impulser vun enger bestëmmter Dauer ze generéieren. Typesch gëtt dës Bezéiung am Sënn vum Zäitbandbreedungsprodukt (TBP) beschriwwen, deen aus dem Onsécherheetsprinzip ofgeleet ass. Den TBP vum Gaussesche Puls gëtt mat der folgender Formel uginn: TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ ass d'Pulsdauer an Δv ass d'Frequenzbandbreedung. Am Wesentlechen weist d'Equatioun datt et eng invers Relatioun tëscht Spektrumbandbreed an Pulsdauer ass, dat heescht datt wann d'Dauer vum Puls erofgeet, d'Bandbreedung déi néideg ass fir dee Puls ze generéieren eropgeet. Figur 1 illustréiert d'Mindestbandbreedung déi néideg ass fir verschidde Pulsdauer ze ënnerstëtzen.
Figur 1: Minimum spektral bandwidth néideg fir ËnnerstëtzungLaser Impulservun 10 ps (gréng), 500 fs (blo) an 50 fs (rout)
Déi technesch Erausfuerderunge vun ultraschnell Laser
Déi breet Spektralbandbreedung, Peakkraaft a kuerz Pulsdauer vun ultraschnell Laser musse richteg an Ärem System geréiert ginn. Dacks ass eng vun den einfachsten Léisunge fir dës Erausfuerderunge de breede Spektrumausgang vu Laser. Wann Dir an der Vergaangenheet haaptsächlech méi laang Puls oder kontinuéierlech Welle Laser benotzt hutt, kënnt Är existent Stock vun opteschen Komponenten net fäeg sinn déi ganz Bandbreedung vun ultraschnell Pulser ze reflektéieren oder ze vermëttelen.
Laser Schued Schwell
Ultrafast Optik huet och wesentlech aner a méi schwéier ze navigéieren Laser Schued Schwell (LDT) am Verglach zu méi konventionell Laser Quellen. Wann Optik virgesinn assnanosekonnen gepulste Laser, LDT Wäerter sinn normalerweis an der Uerdnung vun 5-10 J / cm2. Fir ultraschnell Optik si Wäerter vun dëser Magnitude praktesch net héieren, well LDT Wäerter méi wahrscheinlech an der Uerdnung vun <1 J/cm2 sinn, normalerweis méi no bei 0,3 J/cm2. Déi bedeitend Variatioun vun der LDT Amplitude ënner verschiddene Pulsdauer ass d'Resultat vum Laser Schuedmechanismus baséiert op Pulsdauer. Fir Nanosekonnen Laser oder méi laanggepulste Laser, Den Haaptmechanismus, deen Schued verursaacht, ass thermesch Heizung. D'Beschichtung a Substratmaterialien vun deropteschen Apparaterabsorbéieren d'Tëschefall Photonen an Hëtzt hinnen. Dëst kann zu Verzerrung vum Kristallgitter vum Material féieren. Thermesch Expansioun, Rëss, Schmelzen a Gitterstamm sinn déi allgemeng thermesch Schuedmechanismus vun dësenLaser Quellen.
Wéi och ëmmer, fir ultraschnell Laser ass d'Pulsdauer selwer méi séier wéi d'Zäitskala vum Wärmetransfer vum Laser op d'Materialgitter, sou datt den thermesche Effekt net d'Haaptursaach vum laserinduzéierte Schued ass. Amplaz transforméiert d'Peakkraaft vum ultraschnell Laser de Schuedmechanismus an netlinear Prozesser wéi Multi-Photon Absorptioun an Ioniséierung. Dofir ass et net méiglech einfach d'LDT Bewäertung vun engem Nanosekonnen-Puls op dee vun engem ultraschnelle Puls ze verklengeren, well de kierperleche Mechanismus vum Schued anescht ass. Dofir, ënner déiselwecht Benotzungsbedingunge (zB Wellelängt, Pulsdauer a Widderhuelungsquote), wäert en opteschen Apparat mat enger genuch héich LDT Bewäertung dee beschten opteschen Apparat fir Är spezifesch Applikatioun sinn. Optik getest ënner verschiddene Konditiounen sinn net representativ fir déi aktuell Leeschtung vun der selwechter Optik am System.
Figur 1: Mechanismen vum Laser-induzéierte Schued mat verschiddene Pulsdauer
Post Zäit: Jun-24-2024