Úniclàser ultrafastprimera part
Propietats úniques d’UltraFastlàsers
La durada del pols ultra-curt dels làsers ultrafastos proporciona a aquests sistemes propietats úniques que els distingeixen dels làsers de pols llarg o d’ona contínua (CW). Per tal de generar un pols tan curt, cal un ampli ample d’espectre. La forma del pols i la longitud d’ona central determinen l’amplada de banda mínima necessària per generar polsos d’una durada determinada. Típicament, aquesta relació es descriu en termes del producte de l'amplada de la banda de temps (TBP), que es deriva del principi d'incertesa. El TBP del pols gaussià ve donat per la fórmula següent: tbpgaussian = ΔτΔν≈0.441
Δτ és la durada del pols i ΔV és l'amplada de banda de freqüència. En essència, l’equació demostra que hi ha una relació inversa entre l’amplada de banda de l’espectre i la durada del pols, el que significa que a mesura que la durada del pols disminueix, l’ample de banda necessari per generar aquest pols augmenta. La figura 1 il·lustra l’amplada de banda mínima necessària per suportar diverses durades de pols diferents.
Figura 1: Amplada de banda espectral mínima necessària per suportarpolsos làserde 10 ps (verd), 500 fs (blau) i 50 fs (vermell)
Els reptes tècnics dels làsers ultrafastos
L'ample de banda espectral, la potència màxima i la durada del pols curt dels làsers ultrafastos s'han de gestionar correctament al vostre sistema. Sovint, una de les solucions més simples a aquests reptes és l’ampli ventall de làsers. Si en el passat heu utilitzat principalment làsers de pols més llargs o d'ona contínua, és possible que el vostre estoc de components òptics no pugui reflectir ni transmetre l'amplada de banda completa dels polsos ultrafastos.
Llindar de dany làser
Les òptiques ultrafastos també tenen significativament diferents i més difícils de navegar per llindars de dany làser (LDT) en comparació amb fonts làser més convencionals. Quan es proporciona òptica per aNanosegonda làser polsada, Els valors de LDT solen estar en l'ordre de 5-10 J/CM2. Per a les òptiques ultrafastos, els valors d'aquesta magnitud són pràcticament inaudits, ja que els valors de LDT són més propensos a l'ordre de <1 J/cm2, generalment més a prop de 0,3 J/cm2. La variació significativa de l'amplitud de la LDT en diferents durades del pols és el resultat del mecanisme de dany làser basat en les duracions del pols. Per a làsers nanosegons o més tempslàsers polsats, El principal mecanisme que causa dany és l'escalfament tèrmic. Els materials de recobriment i substrat deldispositius òpticsAbsorbeix els fotons de l’incident i escalfeu -los. Això pot conduir a la distorsió de la gelosia del material. L’expansió tèrmica, l’esquerda, la fusió i la soca de gelosia són els mecanismes comuns de dany tèrmicFonts làser.
No obstant això, per als làsers ultrafastos, la durada del pols és més ràpida que l'escala de temps de transferència de calor del làser a la gelosia del material, de manera que l'efecte tèrmic no és la causa principal dels danys induïts per làser. En lloc d'això, la potència màxima del làser ultrafast transforma el mecanisme de dany en processos no lineals com l'absorció i la ionització de diversos fotons. És per això que no és possible simplement restringir la qualificació LDT d’un pols nanosegon a la d’un pols ultrafast, perquè el mecanisme físic de dany és diferent. Per tant, en les mateixes condicions d’ús (per exemple, longitud d’ona, durada del pols i velocitat de repetició), un dispositiu òptic amb una qualificació LDT prou alta serà el millor dispositiu òptic per a la vostra aplicació específica. Les òptiques provades en diferents condicions no són representatives del rendiment real de la mateixa òptica del sistema.
Figura 1: Mecanismes de danys induïts per làser amb diferents duracions de pols
Post Horari: 24 de juny-2024