Եզակի գերարագ լազերային մաս առաջին

Եզակիգերարագ լազերմաս մեկ

Ուլտրաարագության եզակի հատկություններըլազերներ
Գերարագ լազերների գերկարճ իմպուլսի տևողությունը այս համակարգերին տալիս է եզակի հատկություններ, որոնք տարբերակում են դրանք երկար իմպուլսային կամ անընդհատ ալիքային (CW) լազերներից: Նման կարճ իմպուլս ստեղծելու համար անհրաժեշտ է լայն սպեկտրի թողունակություն: Իմպուլսի ձևը և կենտրոնական ալիքի երկարությունը որոշում են որոշակի տևողության իմպուլսներ ստեղծելու համար անհրաժեշտ նվազագույն թողունակությունը: Սովորաբար այս կապը նկարագրվում է ժամանակ-թողունակության արտադրյալով (TBP), որը ստացվում է անորոշության սկզբունքից: Գաուսյան իմպուլսի TBP-ն տրվում է հետևյալ բանաձևով՝ TBPGաուսյան=ΔτΔν≈0.441
Δτ-ն իմպուլսի տևողությունն է, իսկ Δv-ն՝ հաճախականության լարը։ Ըստ էության, հավասարումը ցույց է տալիս, որ սպեկտրի լարի և իմպուլսի տևողության միջև կա հակադարձ կապ, ինչը նշանակում է, որ իմպուլսի տևողության նվազմանը զուգընթաց այդ իմպուլսը ստեղծելու համար անհրաժեշտ լարը մեծանում է։ Նկար 1-ը պատկերում է մի քանի տարբեր իմպուլսի տևողություններ ապահովելու համար անհրաժեշտ նվազագույն լարը։

Նկար 1. Աջակցության համար անհրաժեշտ նվազագույն սպեկտրալ թողունակությունըլազերային իմպուլսներ10 ps (կանաչ), 500 fs (կապույտ) և 50 fs (կարմիր)

Գերարագ լազերների տեխնիկական մարտահրավերները
Ձեր համակարգում պետք է պատշաճ կերպով կառավարվեն գերարագ լազերների լայն սպեկտրալ թողունակությունը, գագաթնակետային հզորությունը և կարճ իմպուլսային տևողությունը: Հաճախ այս խնդիրների ամենապարզ լուծումներից մեկը լազերների լայն սպեկտրի ելքն է: Եթե անցյալում հիմնականում օգտագործել եք ավելի երկար իմպուլսային կամ անընդհատ ալիքային լազերներ, ձեր առկա օպտիկական բաղադրիչների պաշարը կարող է չկարողանալ արտացոլել կամ փոխանցել գերարագ իմպուլսների ամբողջ թողունակությունը:

Լազերային վնասի շեմը
Գերարագ օպտիկան նաև զգալիորեն տարբեր և ավելի դժվար կողմնորոշվող լազերային վնասի շեմեր (LDT) ունի՝ համեմատած ավելի ավանդական լազերային աղբյուրների հետ։ Երբ օպտիկան նախատեսված էնանովայրկյանային իմպուլսային լազերներ, LDT արժեքները սովորաբար 5-10 Ջ/սմ2 կարգի են։ Գերարագ օպտիկայի համար այս մեծության արժեքները գործնականում անհավանական են, քանի որ LDT արժեքները, ամենայն հավանականությամբ, կլինեն <1 Ջ/սմ2 կարգի, սովորաբար մոտ 0.3 Ջ/սմ2-ին։ LDT ամպլիտուդի զգալի տատանումը տարբեր իմպուլսային տևողությունների դեպքում լազերային վնասման մեխանիզմի արդյունք է՝ հիմնված իմպուլսային տևողությունների վրա։ Նանովայրկյանային կամ ավելի երկար լազերների համարիմպուլսային լազերներ, վնաս պատճառող հիմնական մեխանիզմը ջերմային տաքացումն է։ Ծածկույթի և հիմքի նյութերըօպտիկական սարքերկլանել միջադեպային ֆոտոնները և տաքացնել դրանք։ Սա կարող է հանգեցնել նյութի բյուրեղային ցանցի աղավաղման։ Ջերմային ընդարձակումը, ճաքերը, հալումը և ցանցի լարվածությունը այս գործընթացների ջերմային վնասման տարածված մեխանիզմներն են։լազերային աղբյուրներ.

Սակայն, գերարագ լազերների դեպքում իմպուլսի տևողությունն ինքնին ավելի արագ է, քան լազերից նյութական ցանցին ջերմափոխանցման ժամանակային մասշտաբը, ուստի ջերմային էֆեկտը լազերի պատճառած վնասի հիմնական պատճառը չէ: Փոխարենը, գերարագ լազերի գագաթնակետային հզորությունը վնասի մեխանիզմը վերածում է ոչ գծային գործընթացների, ինչպիսիք են բազմաֆոտոնային կլանումը և իոնացումը: Ահա թե ինչու հնարավոր չէ պարզապես նեղացնել նանովայրկյանային իմպուլսի LDT գնահատականը մինչև գերարագ իմպուլսի գնահատական, քանի որ վնասի ֆիզիկական մեխանիզմը տարբեր է: Հետևաբար, նույն օգտագործման պայմաններում (օրինակ՝ ալիքի երկարություն, իմպուլսի տևողություն և կրկնության հաճախականություն), բավականաչափ բարձր LDT գնահատական ​​ունեցող օպտիկական սարքը կլինի լավագույն օպտիկական սարքը ձեր կոնկրետ կիրառման համար: Տարբեր պայմաններում փորձարկված օպտիկան չի ներկայացնում համակարգում նույն օպտիկայի իրական աշխատանքը:

Նկար 1. Լազերային վնասվածքի մեխանիզմները տարբեր իմպուլսային տևողություններով