Unigrywlaser uwchgyflymrhan un
Priodweddau unigryw uwchgyflymlaserau
Mae hyd pwls ultra-fyr laserau ultra-gyflym yn rhoi priodweddau unigryw i'r systemau hyn sy'n eu gwahaniaethu oddi wrth laserau pwls hir neu don barhaus (CW). Er mwyn cynhyrchu pwls mor fyr, mae angen lled band sbectrwm eang. Mae siâp y pwls a'r donfedd ganolog yn pennu'r lled band lleiaf sydd ei angen i gynhyrchu pwls o hyd penodol. Yn nodweddiadol, disgrifir y berthynas hon o ran y cynnyrch amser-lled band (TBP), sy'n deillio o'r egwyddor ansicrwydd. Rhoddir TBP y pwls Gaussaidd gan y fformiwla ganlynol: TBPGaussaidd=ΔτΔν≈0.441
Δτ yw hyd y pwls ac Δv yw lled band yr amledd. Yn ei hanfod, mae'r hafaliad yn dangos bod perthynas wrthdro rhwng lled band y sbectrwm a hyd y pwls, sy'n golygu, wrth i hyd y pwls leihau, bod y lled band sydd ei angen i gynhyrchu'r pwls hwnnw'n cynyddu. Mae Ffigur 1 yn dangos y lled band lleiaf sydd ei angen i gynnal sawl hyd pwls gwahanol.
Ffigur 1: Lled band sbectrol lleiaf sydd ei angen i gefnogicuriadau lasero 10 ps (gwyrdd), 500 fs (glas), a 50 fs (coch)
Yr heriau technegol sy'n gysylltiedig â laserau uwchgyflym
Rhaid rheoli lled band sbectrol eang, pŵer brig, a hyd pwls byr laserau cyflym iawn yn iawn yn eich system. Yn aml, un o'r atebion symlaf i'r heriau hyn yw allbwn sbectrwm eang laserau. Os ydych chi wedi defnyddio laserau pwls hirach neu don barhaus yn bennaf yn y gorffennol, efallai na fydd eich stoc bresennol o gydrannau optegol yn gallu adlewyrchu neu drosglwyddo lled band llawn pylsau cyflym iawn.
Trothwy difrod laser
Mae gan opteg uwchgyflym drothwyon difrod laser (LDT) sylweddol wahanol ac anoddach i'w llywio o'i gymharu â ffynonellau laser mwy confensiynol. Pan ddarperir opteg ar gyferlaserau pwls nanoeiliad, Mae gwerthoedd LDT fel arfer tua 5-10 J/cm2. Ar gyfer opteg uwchgyflym, mae gwerthoedd o'r maint hwn bron yn anhysbys, gan fod gwerthoedd LDT yn fwy tebygol o fod tua <1 J/cm2, fel arfer yn agosach at 0.3 J/cm2. Mae'r amrywiad sylweddol yn osgled LDT o dan wahanol hydau pwls yn ganlyniad i fecanwaith difrod laser yn seiliedig ar hydau pwls. Ar gyfer laserau nanoeiliad neu hirachlaserau pwls, y prif fecanwaith sy'n achosi difrod yw gwresogi thermol. Deunyddiau cotio a swbstrad ydyfeisiau optegolamsugno'r ffotonau sy'n digwydd a'u cynhesu. Gall hyn arwain at ystumio dellt grisial y deunydd. Ehangu thermol, cracio, toddi a straen dellt yw'r mecanweithiau difrod thermol cyffredin ar gyfer y rhainffynonellau laser.
Fodd bynnag, ar gyfer laserau cyflym iawn, mae hyd y pwls ei hun yn gyflymach na'r raddfa amser ar gyfer trosglwyddo gwres o'r laser i'r dellt deunydd, felly nid yr effaith thermol yw prif achos difrod a achosir gan laser. Yn lle hynny, mae pŵer brig y laser cyflym iawn yn trawsnewid y mecanwaith difrod yn brosesau anlinellol fel amsugno aml-ffoton ac ïoneiddio. Dyma pam nad yw'n bosibl culhau sgôr LDT pwls nanoeiliad i sgôr pwls cyflym iawn, oherwydd bod y mecanwaith ffisegol ar gyfer difrod yn wahanol. Felly, o dan yr un amodau defnydd (e.e., tonfedd, hyd pwls, a chyfradd ailadrodd), dyfais optegol gyda sgôr LDT digon uchel fydd y ddyfais optegol orau ar gyfer eich cymhwysiad penodol. Nid yw opteg a brofwyd o dan wahanol amodau yn gynrychioliadol o berfformiad gwirioneddol yr un opteg yn y system.
Ffigur 1: Mecanweithiau difrod a achosir gan laser gyda gwahanol hydau pwls
Amser postio: Mehefin-24-2024