Talagsaon nga ultrafast laser nga bahin uno

Talagsaonkusog kaayo nga laserunang bahin

Talagsaong mga kabtangan sa ultrafastmga laser
Ang ultra-short pulse duration sa ultrafast lasers naghatag niining mga sistema og talagsaon nga mga kabtangan nga nagpalahi kanila gikan sa long-pulse o continuous-wave (CW) lasers. Aron makamugna og ingon ka mubo nga pulse, gikinahanglan ang usa ka lapad nga spectrum bandwidth. Ang porma sa pulse ug ang sentral nga wavelength nagtino sa minimum nga bandwidth nga gikinahanglan aron makamugna og mga pulse sa usa ka partikular nga gidugayon. Kasagaran, kini nga relasyon gihulagway sa mga termino sa time-bandwidth product (TBP), nga nakuha gikan sa prinsipyo sa kawalay kasiguroan. 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 bandwidth sa frequency. Sa laktod nga pagkasulti, ang equation nagpakita nga adunay inverse nga relasyon tali sa spectrum bandwidth ug gidugayon sa pulso, nga nagpasabot nga samtang ang gidugayon sa pulso mokunhod, ang bandwidth nga gikinahanglan aron makamugna sa maong pulso motaas. Gipakita sa Figure 1 ang minimum nga bandwidth nga gikinahanglan aron masuportahan ang daghang lain-laing gidugayon sa pulso.

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

Ang teknikal nga mga hagit sa ultrafast lasers
Ang lapad nga spectral bandwidth, peak power, ug mubo nga pulse duration sa mga ultrafast laser kinahanglan nga madumala sa husto sa imong sistema. Kasagaran, usa sa pinakasimple nga solusyon niini nga mga hagit mao ang broad spectrum output sa mga laser. Kung naggamit ka kaniadto og mas taas nga pulse o continuous-wave lasers, ang imong kasamtangang stock sa optical components mahimong dili makapakita o makapadala sa tibuok bandwidth sa ultrafast pulses.

Limite sa kadaot sa laser
Ang ultrafast optics adunay usab lahi kaayo ug mas lisod sabton nga laser damage thresholds (LDT) kon itandi sa mas kombensiyonal nga laser sources. Kon ang mga optika gihatag para samga nanosecond pulsed laser, ang mga kantidad sa LDT kasagaran anaa sa han-ay nga 5-10 J/cm2. Para sa ultrafast optics, ang mga kantidad niini nga gidak-on halos wala pa sukad 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 dakong kalainan sa amplitude sa LDT ubos sa lain-laing gidugayon sa pulso resulta sa mekanismo sa kadaot sa laser base sa gidugayon sa pulso. Para sa mga nanosecond laser o mas taas pamga pulsed laser, ang pangunang mekanismo nga hinungdan sa kadaot mao ang thermal heating. Ang mga materyales sa coating ug substrate samga aparatong optikalmosuhop sa mga incident photon ug mopainit niini. Mahimo kini nga mosangpot sa pagtuis sa crystal lattice sa materyal. Ang thermal expansion, cracking, melting ug lattice strain mao ang kasagarang mga mekanismo sa thermal damage niini.mga tinubdan sa laser.

Apan, para sa mga ultrafast laser, ang pulse duration mismo mas paspas kay sa time scale sa heat transfer gikan sa laser ngadto sa material lattice, busa ang thermal effect dili ang pangunang hinungdan sa laser-induced damage. Hinuon, ang peak power sa ultrafast laser nag-usab sa damage mechanism ngadto sa nonlinear processes sama sa multi-photon absorption ug ionization. Mao kini ang hinungdan nganong dili posible nga ipaubos lang ang LDT rating sa usa ka nanosecond pulse ngadto sa ultrafast pulse, tungod kay lahi ang pisikal nga mekanismo sa damage. Busa, ubos sa parehas nga mga kondisyon sa paggamit (pananglitan, wavelength, pulse duration, ug repetition rate), ang optical device nga adunay igo nga taas nga LDT rating mao ang labing maayo nga optical device para sa imong piho nga aplikasyon. Ang mga optical nga gisulayan ubos sa lainlaing mga kondisyon dili nagrepresentar sa aktuwal nga performance sa parehas nga mga optical sa sistema.

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