Uniklaser ultra cepetbagean siji
Sifat unik saka ultrafastlaser
Durasi pulsa ultra-cekak saka laser ultrafast menehi sistem iki sipat unik sing mbedakake saka laser pulsa dawa utawa gelombang terus-terusan (CW). Kanggo ngasilake pulsa cendhak kasebut, bandwidth spektrum sing amba dibutuhake. Wangun pulsa lan dawa gelombang pusat nemtokake bandwidth minimal sing dibutuhake kanggo ngasilake pulsa kanthi durasi tartamtu. Biasane, hubungan iki diterangake ing istilah produk bandwidth wektu (TBP), sing asale saka prinsip ketidakpastian. TBP saka pulsa Gaussian diwenehake kanthi rumus ing ngisor iki: TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ iku durasi pulsa lan Δv iku bandwidth frekuensi. Intine, persamaan kasebut nuduhake yen ana hubungan kebalikan antarane bandwidth spektrum lan durasi pulsa, tegese nalika durasi pulsa mudhun, bandwidth sing dibutuhake kanggo ngasilake pulsa kasebut mundhak. Gambar 1 nggambarake bandwidth minimal sing dibutuhake kanggo ndhukung sawetara durasi pulsa sing beda.
Gambar 1: Bandwidth spektral minimal sing dibutuhake kanggo ndhukungpulsa lasersaka 10 ps (ijo), 500 fs (biru), lan 50 fs (abang)
Tantangan teknis laser ultrafast
Bandwidth spektral sing amba, daya puncak, lan durasi pulsa sing cendhak saka laser ultrafast kudu dikelola kanthi bener ing sistem sampeyan. Asring, salah sawijining solusi paling gampang kanggo tantangan kasebut yaiku output spektrum sing amba saka laser. Yen sampeyan wis nggunakake laser pulsa sing luwih dawa utawa gelombang terus-terusan ing jaman kepungkur, stok komponen optik sing wis ana bisa uga ora bisa nggambarake utawa ngirim bandwidth lengkap saka pulsa ultrafast.
Ambang karusakan laser
Optik ultrafast uga nduweni ambang kerusakan laser (LDT) sing beda banget lan luwih angel dilewati dibandhingake karo sumber laser konvensional. Nalika optik diwenehake kanggolaser pulsa nanodetik, nilai LDT biasane ana ing urutan 5-10 J/cm2. Kanggo optik ultrafast, nilai kanthi gedhene iki meh ora tau dirungokake, amarga nilai LDT luwih cenderung ana ing urutan <1 J/cm2, biasane luwih cedhak karo 0,3 J/cm2. Variasi amplitudo LDT sing signifikan ing durasi pulsa sing beda-beda minangka asil saka mekanisme kerusakan laser adhedhasar durasi pulsa. Kanggo laser nanodetik utawa luwih suwelaser berdenyut, mekanisme utama sing nyebabake kerusakan yaiku pemanasan termal. Bahan lapisan lan substrat sakapiranti optiknyerep foton sing mlebu lan manasi. Iki bisa nyebabake distorsi kisi kristal materi kasebut. Ekspansi termal, retak, leleh lan regangan kisi minangka mekanisme kerusakan termal umum saka iki.sumber laser.
Nanging, kanggo laser ultrafast, durasi pulsa dhewe luwih cepet tinimbang skala wektu transfer panas saka laser menyang kisi materi, mula efek termal dudu panyebab utama kerusakan sing disebabake laser. Nanging, daya puncak laser ultrafast ngowahi mekanisme kerusakan dadi proses nonlinier kayata penyerapan multi-foton lan ionisasi. Iki sebabe ora bisa mung nyempit rating LDT saka pulsa nanodetik dadi pulsa ultrafast, amarga mekanisme fisik kerusakan beda. Mulane, ing kahanan panggunaan sing padha (kayata, dawa gelombang, durasi pulsa, lan tingkat pengulangan), piranti optik kanthi rating LDT sing cukup dhuwur bakal dadi piranti optik sing paling apik kanggo aplikasi khusus sampeyan. Optik sing dites ing kahanan sing beda ora makili kinerja nyata saka optik sing padha ing sistem kasebut.
Gambar 1: Mekanisme karusakan sing disebabake laser kanthi durasi pulsa sing beda-beda
Wektu kiriman: 24 Juni 2024