Talagsaon nga ultrafast laser nga bahin sa usa

Talagsaonultra paspas nga laserunang bahin

Talagsaon nga mga kabtangan sa ultrafastmga laser
Ang ultra-mubo nga gidugayon sa pulso sa ultrafast lasers naghatag niini nga mga sistema nga talagsaon nga mga kabtangan nga nagpalahi kanila gikan sa long-pulse o padayon nga-wave (CW) lasers. Aron makamugna og ingon ka mubo nga pulso, gikinahanglan ang lapad nga spectrum bandwidth. Ang porma sa pulso ug sentral nga wavelength nagtino sa minimum nga bandwidth nga gikinahanglan aron makamugna og mga pulso sa usa ka partikular nga gidugayon. Kasagaran, kini nga relasyon gihulagway sa termino sa time-bandwidth nga produkto (TBP), nga nakuha gikan sa walay kasiguroan nga prinsipyo. Ang TBP sa Gaussian pulse gihatag sa mosunod nga pormula: TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Ang Δτ mao ang gidugayon sa pulso ug ang Δv mao ang frequency bandwidth. Sa esensya, ang equation nagpakita nga adunay usa ka baligtad nga relasyon tali sa spectrum bandwidth ug gidugayon sa pulso, nagpasabut nga samtang ang gidugayon sa pulso mikunhod, ang bandwidth nga gikinahanglan aron makamugna ang pulso nga pagtaas. Gipakita sa Figure 1 ang minimum nga bandwidth nga gikinahanglan aron masuportahan ang daghang lainlaing gidugayon sa pulso.

Hulagway 1: Minimum nga spectral bandwidth nga gikinahanglan aron suportahanmga pulso sa lasersa 10 ps (berde), 500 fs (asul), ug 50 fs (pula)

Ang teknikal nga mga hagit sa ultrafast lasers
Ang halapad nga spectral bandwidth, peak power, ug mubo nga gidugayon sa pulso sa mga ultrafast laser kinahanglan nga husto nga madumala sa imong sistema. Kasagaran, usa sa pinakasimple nga solusyon sa kini nga mga hagit mao ang halapad nga spectrum nga output sa mga laser. Kung nag-una ka nga migamit ug mas taas nga pulso o padayon nga wave nga mga laser kaniadto, ang imong kasamtangan nga stock sa optical nga mga sangkap mahimong dili makapakita o makapadala sa tibuok bandwidth sa ultrafast pulses.

Laser kadaot threshold
Ang ultrafast optics usab adunay dakong kalainan ug mas lisud sa pag-navigate sa laser damage thresholds (LDT) kumpara sa mas naandan nga mga tinubdan sa laser. Sa diha nga optika gihatag alang sananosecond pulsed lasers, Ang mga kantidad sa LDT kasagaran sa han-ay sa 5-10 J/cm2. Alang sa ultrafast optics, ang mga kantidad niini nga kadako halos dili madungog, tungod kay ang mga kantidad sa LDT mas lagmit nga anaa sa han-ay nga <1 J/cm2, kasagaran mas duol sa 0.3 J/cm2. Ang mahinungdanong kausaban sa LDT amplitude ubos sa lain-laing mga gidugayon sa pulso mao ang resulta sa mekanismo sa kadaot sa laser base sa gidugayon sa pulso. Para sa nanosecond lasers o mas dugay papulsed nga mga laser, ang panguna nga mekanismo nga hinungdan sa kadaot mao ang pagpainit sa init. Ang coating ug substrate nga mga materyales saoptical nga mga himanmosuhop sa mga photon sa insidente ug magpainit niini. Kini mahimong mosangpot sa pagtuis sa kristal nga lattice sa materyal. Thermal expansion, cracking, melting ug lattice strain mao ang komon nga thermal damage mechanisms niinimga tinubdan sa laser.

Bisan pa, alang sa mga ultrafast nga laser, ang gidugayon sa pulso mismo mas paspas kaysa sa sukod sa oras sa pagbalhin sa kainit gikan sa laser ngadto sa materyal nga lattice, busa ang thermal nga epekto dili ang panguna nga hinungdan sa kadaot nga gipahinabo sa laser. Hinuon, ang peak power sa ultrafast nga laser nagbag-o sa mekanismo sa kadaot ngadto sa dili linya nga mga proseso sama sa multi-photon nga pagsuyup ug ionization. Mao kini ang hinungdan nga dili posible nga ipaubos lang ang rating sa LDT sa nanosecond pulse ngadto sa ultrafast pulse, tungod kay lahi ang pisikal nga mekanismo sa kadaot. Busa, ubos sa samang kondisyon sa paggamit (pananglitan, wavelength, gidugayon sa pulso, ug repetition rate), usa ka optical device nga adunay igo nga taas nga rating sa LDT mao ang labing maayo nga optical device alang sa imong piho nga aplikasyon. Ang mga optika nga gisulayan ubos sa lainlaing mga kondisyon dili representante sa aktuwal nga pasundayag sa parehas nga optika sa sistema.

Figure 1: Mga mekanismo sa kadaot nga gipahinabo sa laser nga adunay lainlaing gidugayon sa pulso