Unikulejżer ultraveloċil-ewwel parti
Proprjetajiet uniċi ta' ultraveloċilejżers
It-tul tal-impuls ultra-qasir tal-lejżers ultraveloċi jagħti lil dawn is-sistemi proprjetajiet uniċi li jiddistingwuhom minn lejżers b'impuls twil jew b'mewġa kontinwa (CW). Sabiex jiġi ġġenerat impuls daqshekk qasir, hija meħtieġa bandwidth ta' spettru wiesa'. Il-forma tal-impuls u t-tul tal-mewġa ċentrali jiddeterminaw il-bandwidth minima meħtieġa biex jiġu ġġenerati impulsi ta' tul partikolari. Tipikament, din ir-relazzjoni hija deskritta f'termini tal-prodott tal-bandwidth tal-ħin (TBP), li huwa derivat mill-prinċipju ta' inċertezza. It-TBP tal-impuls Gaussian jingħata mill-formula li ġejja: TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ hija t-tul tal-impuls u Δv hija l-bandwidth tal-frekwenza. Essenzjalment, l-ekwazzjoni turi li hemm relazzjoni inversa bejn il-bandwidth tal-ispettru u t-tul tal-impuls, li jfisser li hekk kif it-tul tal-impuls jonqos, il-bandwidth meħtieġa biex tiġġenera dak l-impuls tiżdied. Il-Figura 1 turi l-bandwidth minima meħtieġa biex tappoġġja diversi tulijiet differenti ta' impuls.
Figura 1: Il-bandwidth spettrali minima meħtieġa biex tappoġġjaimpulsi tal-lejżerta' 10 ps (aħdar), 500 fs (blu), u 50 fs (aħmar)
L-isfidi tekniċi tal-lejżers ultraveloċi
Il-bandwidth spettrali wiesgħa, il-qawwa massima, u t-tul qasir tal-impuls tal-lejżers ultraveloċi jridu jiġu ġestiti kif suppost fis-sistema tiegħek. Spiss, waħda mill-aktar soluzzjonijiet sempliċi għal dawn l-isfidi hija l-output tal-ispettru wiesa' tal-lejżers. Jekk primarjament użajt lejżers b'impulsi itwal jew b'mewġa kontinwa fil-passat, l-istokk eżistenti tiegħek ta' komponenti ottiċi jista' ma jkunx jista' jirrifletti jew jittrażmetti l-bandwidth sħiħa tal-impulsi ultraveloċi.
Limitu tal-ħsara bil-lejżer
L-ottika ultraveloċi għandha wkoll limiti ta' ħsara bil-lejżer (LDT) sinifikament differenti u aktar diffiċli biex wieħed jinnaviga fihom meta mqabbla ma' sorsi tal-lejżer aktar konvenzjonali. Meta l-ottika tkun provduta għallejżers pulsati tan-nanosekondi, Il-valuri tal-LDT ġeneralment ikunu fl-ordni ta' 5-10 J/cm2. Għal ottika ultraveloċi, valuri ta' din il-kobor huma prattikament bla preċedent, peress li l-valuri tal-LDT x'aktarx ikunu fl-ordni ta' <1 J/cm2, ġeneralment eqreb lejn 0.3 J/cm2. Il-varjazzjoni sinifikanti tal-amplitudni tal-LDT taħt tulijiet differenti tal-impulsi hija r-riżultat ta' mekkaniżmu ta' ħsara mil-lejżer ibbażat fuq it-tulijiet tal-impulsi. Għal-lejżers tan-nanosekondi jew itwallejżers pulsati, il-mekkaniżmu ewlieni li jikkawża l-ħsara huwa t-tisħin termali. Il-materjali tal-kisi u tas-sottostrat tal-apparati ottiċijassorbu l-fotoni inċidentali u jsaħħnuhom. Dan jista' jwassal għal distorsjoni tal-kannizzata kristallina tal-materjal. L-espansjoni termali, il-qsim, it-tidwib u t-tensjoni tal-kannizzata huma l-mekkaniżmi komuni ta' ħsara termali ta' dawnsorsi tal-lejżer.
Madankollu, għal-lejżers ultraveloċi, it-tul tal-impuls innifsu huwa aktar mgħaġġel mill-iskala tal-ħin tat-trasferiment tas-sħana mil-lejżer għall-kannizzata tal-materjal, għalhekk l-effett termali mhuwiex il-kawża ewlenija tal-ħsara kkawżata mil-lejżer. Minflok, il-qawwa massima tal-lejżer ultraveloċi tittrasforma l-mekkaniżmu tal-ħsara fi proċessi mhux lineari bħall-assorbiment u l-jonizzazzjoni ta' diversi fotoni. Huwa għalhekk li mhux possibbli li sempliċement titnaqqas il-klassifikazzjoni LDT ta' impuls ta' nanosekonda għal dik ta' impuls ultraveloċi, għaliex il-mekkaniżmu fiżiku tal-ħsara huwa differenti. Għalhekk, taħt l-istess kundizzjonijiet ta' użu (eż., tul ta' mewġa, tul tal-impuls, u rata ta' ripetizzjoni), apparat ottiku b'klassifikazzjoni LDT għolja biżżejjed se jkun l-aħjar apparat ottiku għall-applikazzjoni speċifika tiegħek. L-ottika ttestjata taħt kundizzjonijiet differenti mhijiex rappreżentattiva tal-prestazzjoni attwali tal-istess ottika fis-sistema.
Figura 1: Mekkaniżmi ta' ħsara kkawżata mil-lejżer b'tul ta' żmien differenti tal-impulsi
Ħin tal-posta: 24 ta' Ġunju 2024