Kipekee ultrafast laser sehemu ya kwanza

Kipekeelaser ya haraka zaidisehemu ya kwanza

Tabia ya kipekee ya ultrafastlasers
Muda wa mpigo mfupi zaidi wa leza za kasi zaidi huipa mifumo hii sifa za kipekee zinazoitofautisha na leza za mawimbi marefu au mawimbi endelevu (CW). Ili kutoa mapigo mafupi kama haya, bandwidth ya wigo mpana inahitajika. Umbo la mpigo na urefu wa kati wa mawimbi huamua kipimo data cha chini kinachohitajika ili kutoa mipigo ya muda fulani. Kwa kawaida, uhusiano huu unaelezwa kwa mujibu wa bidhaa ya muda-bandwidth (TBP), ambayo inatokana na kanuni ya kutokuwa na uhakika. TBP ya mpigo wa Gaussian hutolewa kwa fomula ifuatayo :TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ ni muda wa mpigo na Δv ni kipimo data cha masafa. Kimsingi, mlingano unaonyesha kuwa kuna uhusiano wa kinyume kati ya kipimo data cha wigo na muda wa mpigo, ikimaanisha kuwa muda wa mpigo unavyopungua, kipimo data kinachohitajika kuzalisha mapigo hayo huongezeka. Kielelezo cha 1 kinaonyesha kipimo data cha chini kinachohitajika ili kuhimili mipigo kadhaa tofauti ya muda.


Kielelezo 1: Kiwango cha chini cha kipimo data cha spectral kinachohitajika kusaidiamapigo ya laserya 10 ps (kijani), 500 fs (bluu), na 50 fs (nyekundu)

Changamoto za kiufundi za lasers za haraka zaidi
Kipimo cha data cha spectral pana, nguvu ya kilele, na muda mfupi wa mpigo wa leza za kasi zaidi lazima udhibitiwe ipasavyo katika mfumo wako. Mara nyingi, mojawapo ya suluhisho rahisi zaidi kwa changamoto hizi ni pato la wigo mpana wa leza. Iwapo hapo awali umetumia leza ndefu za mapigo ya moyo au mawimbi endelevu, hifadhi yako iliyopo ya vijenzi vya macho huenda isiweze kuakisi au kupitisha kipimo data kamili cha mipigo ya haraka sana.

Kizingiti cha uharibifu wa laser
Optics ya kasi zaidi pia ina tofauti kubwa na ngumu zaidi kusogeza vizingiti vya uharibifu wa leza (LDT) ikilinganishwa na vyanzo vya kawaida vya leza. Wakati optics hutolewa kwananosecond pulsed lasers, maadili ya LDT kwa kawaida huwa katika mpangilio wa 5-10 J/cm2. Kwa macho ya haraka sana, thamani za ukubwa huu hazijasikika, kwani thamani za LDT zina uwezekano mkubwa wa kuwa kwenye mpangilio wa <1 J/cm2, kwa kawaida karibu na 0.3 J/cm2. Tofauti kubwa ya amplitude ya LDT chini ya muda tofauti wa mapigo ni matokeo ya utaratibu wa uharibifu wa laser kulingana na muda wa mapigo. Kwa lasers nanosecond au zaidilasers ya pulsed, utaratibu kuu unaosababisha uharibifu ni joto la joto. Mipako na vifaa vya substrate yavifaa vya machokunyonya fotoni za tukio na kuzipa joto. Hii inaweza kusababisha kuvuruga kwa kimiani ya kioo ya nyenzo. Upanuzi wa joto, kupasuka, kuyeyuka na shida ya kimiani ndio njia za kawaida za uharibifu wa mafuta haya.vyanzo vya laser.

Hata hivyo, kwa lasers za kasi zaidi, muda wa mapigo yenyewe ni kasi zaidi kuliko kiwango cha wakati wa uhamisho wa joto kutoka kwa laser hadi lati ya nyenzo, hivyo athari ya joto sio sababu kuu ya uharibifu unaosababishwa na laser. Badala yake, nguvu ya kilele ya leza ya kasi zaidi hubadilisha utaratibu wa uharibifu kuwa michakato isiyo ya mstari kama vile ufyonzaji wa fotoni nyingi na uwekaji waioni. Hii ndiyo sababu haiwezekani kupunguza tu ukadiriaji wa LDT wa mpigo wa nanosecond hadi ule wa mpigo wa kasi zaidi, kwa sababu utaratibu wa kimwili wa uharibifu ni tofauti. Kwa hivyo, chini ya hali sawa za matumizi (kwa mfano, urefu wa mawimbi, muda wa mapigo, na kasi ya kurudiwa), kifaa cha macho kilicho na ukadiriaji wa juu wa kutosha wa LDT kitakuwa kifaa bora zaidi cha macho kwa programu yako mahususi. Optics iliyojaribiwa chini ya hali tofauti sio mwakilishi wa utendaji halisi wa optics sawa katika mfumo.

Mchoro 1:Taratibu za uharibifu unaosababishwa na leza na muda tofauti wa mapigo


Muda wa kutuma: Juni-24-2024