UnicLaser ultrarapastPrima parte
Proprietăți unice ale UltraFastlasere
Durata pulsului ultra-scurt a laserelor ultrarapele oferă acestor sisteme proprietăți unice care le disting de laserele cu puls lung sau cu undă continuă (CW). Pentru a genera un puls atât de scurt, este necesară o lățime de bandă cu spectru larg. Forma pulsului și lungimea de undă centrală determină lățimea de bandă minimă necesară pentru a genera impulsuri de o anumită durată. În mod obișnuit, această relație este descrisă în termeni de produs de lățime de timp (TBP), care este derivat din principiul incertitudinii. TBP al pulsului gaussian este dat de următoarea formulă: tbpgaussian = ΔτΔνmet0.441
Δτ este durata pulsului și ΔV este lățimea de bandă a frecvenței. În esență, ecuația arată că există o relație inversă între lățimea de bandă a spectrului și durata pulsului, ceea ce înseamnă că pe măsură ce durata pulsului scade, lățimea de bandă necesară pentru a genera pulsul crește. Figura 1 ilustrează lățimea minimă de bandă necesară pentru a susține mai multe durate diferite de impulsuri.
Figura 1: Lățimea de bandă spectrală minimă necesară pentru susținereImpulsuri laserde 10 ps (verde), 500 fs (albastru) și 50 fs (roșu)
Provocările tehnice ale laserelor ultrarapete
Lățimea de bandă spectrală largă, puterea de vârf și durata pulsului scurt a laserelor ultrarapele trebuie gestionate în mod corespunzător în sistemul dvs. Adesea, una dintre cele mai simple soluții la aceste provocări este ieșirea cu spectru larg a laserelor. Dacă ați folosit în primul rând lasere cu impulsuri mai lungi sau cu undă continuă, este posibil ca stocul dvs. existent de componente optice să nu poată reflecta sau transmite lățimea de bandă completă a impulsurilor ultrarapele.
Prag de deteriorare laser
Optica ultrarapidă are, de asemenea, semnificativ diferite și mai dificil de navigat în praguri de deteriorare laser (LDT) în comparație cu surse laser mai convenționale. Când sunt prevăzute opticaLasere pulsate nanosecunde, Valorile LDT sunt de obicei de ordinul 5-10 J/cm2. Pentru optica ultrarapidă, valorile acestei mărimi sunt practic necunoscute, deoarece valorile LDT sunt mai susceptibile să fie de ordinul <1 j/cm2, de obicei mai aproape de 0,3 j/cm2. Variația semnificativă a amplitudinii LDT sub diferite durate de impulsuri este rezultatul mecanismului de deteriorare laser bazat pe durata pulsului. Pentru lasere nanosecunde sau mai multLasere pulsate, principalul mecanism care provoacă daune este încălzirea termică. Materialele de acoperire și substrat aleDispozitive opticeAbsoarbă fotonii incidente și încălzește -i. Acest lucru poate duce la denaturarea rețelei de cristal a materialului. Extinderea termică, fisurarea, topirea și tulpina de zăbrele sunt mecanismele comune de deteriorare termică a acestoraSurse laser.
Cu toate acestea, pentru laserele ultrarapaste, durata pulsului în sine este mai rapidă decât scala de timp a transferului de căldură de la laser la rețeaua materială, astfel încât efectul termic nu este principala cauză a deteriorării induse de laser. În schimb, puterea maximă a laserului ultrarapast transformă mecanismul de deteriorare în procese neliniare, cum ar fi absorbția și ionizarea multi-foton. Acesta este motivul pentru care nu este posibil să restrângeți pur și simplu ratingul LDT al unui puls nanosecundă la cel al unui puls ultrarapast, deoarece mecanismul fizic al deteriorării este diferit. Prin urmare, în aceleași condiții de utilizare (de exemplu, lungimea de undă, durata pulsului și rata de repetare), un dispozitiv optic cu un rating LDT suficient de mare va fi cel mai bun dispozitiv optic pentru aplicația dvs. specifică. Optica testată în condiții diferite nu sunt reprezentative pentru performanța reală a aceleiași optice în sistem.
Figura 1: Mecanisme de deteriorare indusă de laser cu diferite durate de impulsuri
Timpul post: 24-2024 iunie