अनन्य अल्ट्राफास्ट लेसर भाग एक

अद्वितीयअल्ट्राफास्ट लेसरभाग एक

अल्ट्राफास्टचे अद्वितीय गुणधर्मलेसर
अल्ट्राफास्ट लेसरचा अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स कालावधी या सिस्टमला अद्वितीय गुणधर्म देते जे त्यांना लाँग-पल्स किंवा सतत-वेव्ह (सीडब्ल्यू) लेसरपासून वेगळे करतात. अशी लहान नाडी व्युत्पन्न करण्यासाठी, विस्तृत स्पेक्ट्रम बँडविड्थ आवश्यक आहे. नाडी आकार आणि मध्य तरंगलांबी विशिष्ट कालावधीची डाळी तयार करण्यासाठी आवश्यक किमान बँडविड्थ निश्चित करते. थोडक्यात, या संबंधाचे वर्णन टाइम-बँडविड्थ उत्पादन (टीबीपी) च्या संदर्भात केले जाते, जे अनिश्चिततेच्या तत्त्वातून प्राप्त झाले आहे. गौशियन नाडीचा टीबीपी खालील सूत्राद्वारे दिला आहे: टीबीपीगौशियन = Δτδνi0.441
The हा नाडीचा कालावधी आहे आणि ΔV ही वारंवारता बँडविड्थ आहे. थोडक्यात, समीकरण दर्शविते की स्पेक्ट्रम बँडविड्थ आणि नाडी कालावधी दरम्यान एक व्यस्त संबंध आहे, याचा अर्थ असा की नाडीचा कालावधी कमी होत असताना, नाडी वाढविण्यासाठी आवश्यक बँडविड्थ. आकृती 1 मध्ये अनेक भिन्न नाडी कालावधीचे समर्थन करण्यासाठी आवश्यक किमान बँडविड्थचे वर्णन केले आहे.

आकृती 1: समर्थन देण्यासाठी किमान वर्णक्रमीय बँडविड्थलेसर डाळी10 पीएस (ग्रीन), 500 एफएस (निळा) आणि 50 एफएस (लाल)

अल्ट्राफास्ट लेसरची तांत्रिक आव्हाने
आपल्या सिस्टममध्ये वाइड स्पेक्ट्रल बँडविड्थ, पीक पॉवर आणि अल्ट्राफास्ट लेसरचा लहान नाडी कालावधी योग्यरित्या व्यवस्थापित करणे आवश्यक आहे. बर्‍याचदा, या आव्हानांचे सर्वात सोपा उपाय म्हणजे लेसरचे ब्रॉड स्पेक्ट्रम आउटपुट. जर आपण यापूर्वी प्रामुख्याने लांब नाडी किंवा सतत-वेव्ह लेसर वापरले असतील तर, ऑप्टिकल घटकांचा आपला विद्यमान स्टॉक अल्ट्राफास्ट डाळींचे संपूर्ण बँडविड्थ प्रतिबिंबित करण्यास किंवा प्रसारित करण्यास सक्षम असू शकत नाही.

लेसर नुकसान उंबरठा
अधिक पारंपारिक लेसर स्त्रोतांच्या तुलनेत अल्ट्राफास्ट ऑप्टिक्समध्ये लेसर नुकसान थ्रेशोल्ड (एलडीटी) नेव्हिगेट करणे देखील लक्षणीय भिन्न आणि अधिक कठीण आहे. जेव्हा ऑप्टिक्स प्रदान केले जातातनॅनोसेकंद स्पंदित लेसर, एलडीटी मूल्ये सहसा 5-10 जे/सेमी 2 च्या क्रमाने असतात. अल्ट्राफास्ट ऑप्टिक्ससाठी, या विशालतेची मूल्ये व्यावहारिकदृष्ट्या ऐकली जातात, कारण एलडीटी मूल्ये <1 जे/सेमी 2 च्या क्रमाने असण्याची शक्यता असते, सामान्यत: 0.3 जे/सेमी 2 च्या जवळ असते. वेगवेगळ्या नाडी कालावधी अंतर्गत एलडीटी मोठेपणाचे महत्त्वपूर्ण फरक म्हणजे नाडीच्या कालावधीवर आधारित लेसर नुकसान यंत्रणेचा परिणाम. नॅनोसेकंद लेसर किंवा त्याहून अधिक काळस्पंदित लेसर, मुख्य यंत्रणा ज्यामुळे नुकसान होते ते म्हणजे थर्मल हीटिंग. च्या कोटिंग आणि सब्सट्रेट सामग्रीऑप्टिकल डिव्हाइसघटनेचे फोटो शोषून घ्या आणि त्यांना गरम करा. यामुळे सामग्रीच्या क्रिस्टल जाळीचे विकृती होऊ शकते. थर्मल विस्तार, क्रॅकिंग, वितळणे आणि जाळीचा ताण ही सामान्य थर्मल नुकसान यंत्रणा आहेलेसर स्त्रोत.

तथापि, अल्ट्राफास्ट लेसरसाठी, नाडीचा कालावधी स्वतः लेसरपासून मटेरियल लॅटीसमध्ये उष्णता हस्तांतरणाच्या वेळेपेक्षा वेगवान आहे, म्हणून थर्मल इफेक्ट लेसर-प्रेरित नुकसानीचे मुख्य कारण नाही. त्याऐवजी, अल्ट्राफास्ट लेसरची पीक पॉवर नुकसान यंत्रणेला मल्टी-फोटॉन शोषण आणि आयनीकरण सारख्या नॉनलाइनर प्रक्रियेत रूपांतरित करते. म्हणूनच अल्ट्राफास्ट नाडीच्या नॅनोसेकंद नाडीचे एलडीटी रेटिंग फक्त अरुंद करणे शक्य नाही, कारण नुकसानाची भौतिक यंत्रणा वेगळी आहे. म्हणूनच, वापराच्या समान परिस्थितीत (उदा., तरंगलांबी, नाडी कालावधी आणि पुनरावृत्ती दर), पुरेसे उच्च एलडीटी रेटिंग असलेले एक ऑप्टिकल डिव्हाइस आपल्या विशिष्ट अनुप्रयोगासाठी सर्वोत्कृष्ट ऑप्टिकल डिव्हाइस असेल. वेगवेगळ्या परिस्थितीत चाचणी केलेले ऑप्टिक्स सिस्टममधील समान ऑप्टिक्सच्या वास्तविक कामगिरीचे प्रतिनिधी नसतात.

आकृती 1: वेगवेगळ्या नाडी कालावधीसह लेसर प्रेरित नुकसानाची यंत्रणा