अद्वितीय अल्ट्राफास्ट लेसर भाग एक

अद्वितीयअल्ट्राफास्ट लेसरभाग एक

अल्ट्राफास्टचे अद्वितीय गुणधर्मलेसर
अल्ट्राफास्ट लेसरचा अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स कालावधी या प्रणालींना अनन्य गुणधर्म देतो जे त्यांना लाँग-पल्स किंवा कंटिन्यू-वेव्ह (CW) लेसरपासून वेगळे करतात. अशी लहान नाडी निर्माण करण्यासाठी, विस्तृत स्पेक्ट्रम बँडविड्थ आवश्यक आहे. नाडीचा आकार आणि मध्यवर्ती तरंगलांबी विशिष्ट कालावधीच्या डाळी निर्माण करण्यासाठी आवश्यक किमान बँडविड्थ निर्धारित करतात. सामान्यतः, या संबंधाचे वर्णन टाइम-बँडविड्थ उत्पादनाच्या (TBP) संदर्भात केले जाते, जे अनिश्चिततेच्या तत्त्वावर आधारित आहे. गॉसियन नाडीचे TBP खालील सूत्राद्वारे दिले जाते: TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ हा पल्स कालावधी आहे आणि Δv ही वारंवारता बँडविड्थ आहे. थोडक्यात, हे समीकरण दाखवते की स्पेक्ट्रम बँडविड्थ आणि पल्स कालावधी यांच्यात एक व्यस्त संबंध आहे, याचा अर्थ असा की नाडीचा कालावधी जसजसा कमी होतो, त्या पल्स निर्माण करण्यासाठी आवश्यक बँडविड्थ वाढते. आकृती 1 विविध पल्स कालावधींना समर्थन देण्यासाठी आवश्यक असलेल्या किमान बँडविड्थचे वर्णन करते.

आकृती 1: समर्थन करण्यासाठी किमान स्पेक्ट्रल बँडविड्थ आवश्यक आहेलेसर डाळी10 पीएस (हिरवा), 500 एफएस (निळा), आणि 50 एफएस (लाल)

अल्ट्राफास्ट लेसरची तांत्रिक आव्हाने
तुमच्या सिस्टीममध्ये विस्तृत स्पेक्ट्रल बँडविड्थ, पीक पॉवर आणि अल्ट्राफास्ट लेसरचा कमी पल्स कालावधी योग्यरित्या व्यवस्थापित करणे आवश्यक आहे. बऱ्याचदा, या आव्हानांवर सर्वात सोपा उपाय म्हणजे लेसरचे ब्रॉड स्पेक्ट्रम आउटपुट. जर तुम्ही भूतकाळात प्रामुख्याने दीर्घ नाडी किंवा सतत-वेव्ह लेसर वापरत असाल, तर तुमचा सध्याचा ऑप्टिकल घटकांचा साठा अल्ट्राफास्ट डाळींची पूर्ण बँडविड्थ परावर्तित किंवा प्रसारित करू शकणार नाही.

लेसर नुकसान थ्रेशोल्ड
अल्ट्राफास्ट ऑप्टिक्समध्ये लेझर डॅमेज थ्रेशोल्ड (एलडीटी) नेव्हिगेट करणे अधिक पारंपारिक लेसर स्त्रोतांच्या तुलनेत लक्षणीय भिन्न आणि अधिक कठीण आहे. जेव्हा ऑप्टिक्स प्रदान केले जातातनॅनोसेकंद स्पंदित लेसर, LDT मूल्ये सहसा 5-10 J/cm2 च्या क्रमाने असतात. अल्ट्राफास्ट ऑप्टिक्ससाठी, या परिमाणाची मूल्ये व्यावहारिकदृष्ट्या ऐकली जात नाहीत, कारण LDT मूल्ये <1 J/cm2 च्या क्रमाने असण्याची शक्यता असते, सहसा 0.3 J/cm2 च्या जवळ असते. वेगवेगळ्या पल्स कालावधी अंतर्गत एलडीटी मोठेपणाचे महत्त्वपूर्ण फरक नाडी कालावधीवर आधारित लेसर नुकसान यंत्रणेचा परिणाम आहे. नॅनोसेकंद लेसर किंवा त्याहून अधिक काळासाठीस्पंदित लेसर, मुख्य यंत्रणा ज्यामुळे नुकसान होते ते थर्मल हीटिंग आहे. च्या लेप आणि थर साहित्यऑप्टिकल उपकरणेघटना फोटॉन्स शोषून घेतात आणि त्यांना गरम करतात. यामुळे सामग्रीच्या क्रिस्टल जाळीचे विरूपण होऊ शकते. थर्मल विस्तार, क्रॅकिंग, वितळणे आणि जाळीचा ताण या सामान्य थर्मल नुकसान यंत्रणा आहेतलेसर स्रोत.

तथापि, अल्ट्राफास्ट लेसरसाठी, नाडीचा कालावधी स्वतःच लेसरपासून सामग्रीच्या जाळीमध्ये उष्णता हस्तांतरणाच्या वेळेपेक्षा वेगवान असतो, त्यामुळे थर्मल इफेक्ट हे लेसर-प्रेरित नुकसानाचे मुख्य कारण नाही. त्याऐवजी, अल्ट्राफास्ट लेसरची सर्वोच्च शक्ती नुकसान यंत्रणेला बहु-फोटॉन शोषण आणि आयनीकरण यांसारख्या नॉनलाइनर प्रक्रियांमध्ये रूपांतरित करते. म्हणूनच नॅनोसेकंद पल्सचे एलडीटी रेटिंग अल्ट्राफास्ट पल्सच्या तुलनेत कमी करणे शक्य नाही, कारण नुकसान होण्याची भौतिक यंत्रणा वेगळी असते. त्यामुळे, वापराच्या समान परिस्थितीत (उदा., तरंगलांबी, नाडीचा कालावधी आणि पुनरावृत्ती दर), पुरेसे उच्च LDT रेटिंग असलेले ऑप्टिकल डिव्हाइस तुमच्या विशिष्ट अनुप्रयोगासाठी सर्वोत्तम ऑप्टिकल डिव्हाइस असेल. वेगवेगळ्या परिस्थितींमध्ये चाचणी केलेले ऑप्टिक्स सिस्टममधील समान ऑप्टिक्सच्या वास्तविक कामगिरीचे प्रतिनिधी नाहीत.

आकृती 1: विविध पल्स कालावधीसह लेसर प्रेरित नुकसानाची यंत्रणा