अद्वितीय अति तीव्र लेजर भाग एक

अद्वितीयअल्ट्राफास्ट लेजरभाग एक

अति तीव्र गति के अद्वितीय गुणपराबैंगनीकिरण
अल्ट्राफास्ट लेज़रों की अत्यंत लघु पल्स अवधि इन प्रणालियों को अद्वितीय गुण प्रदान करती है जो इन्हें लंबी पल्स या निरंतर तरंग (सीडब्ल्यू) लेज़रों से अलग करती है। इतनी छोटी पल्स उत्पन्न करने के लिए, एक विस्तृत स्पेक्ट्रम बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है। पल्स का आकार और केंद्रीय तरंगदैर्ध्य एक विशिष्ट अवधि की पल्स उत्पन्न करने के लिए आवश्यक न्यूनतम बैंडविड्थ निर्धारित करते हैं। आमतौर पर, इस संबंध को समय-बैंडविड्थ गुणनफल (टीबीपी) के रूप में वर्णित किया जाता है, जो अनिश्चितता सिद्धांत से प्राप्त होता है। गाऊसी पल्स का टीबीपी निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है: TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ पल्स की अवधि है और Δv आवृत्ति बैंडविड्थ है। संक्षेप में, यह समीकरण दर्शाता है कि स्पेक्ट्रम बैंडविड्थ और पल्स की अवधि के बीच विपरीत संबंध है, जिसका अर्थ है कि पल्स की अवधि कम होने पर, उस पल्स को उत्पन्न करने के लिए आवश्यक बैंडविड्थ बढ़ जाती है। चित्र 1 विभिन्न पल्स अवधियों को सपोर्ट करने के लिए आवश्यक न्यूनतम बैंडविड्थ को दर्शाता है।

चित्र 1: समर्थन के लिए आवश्यक न्यूनतम स्पेक्ट्रल बैंडविड्थलेजर पल्स10 पी.एस. (हरा), 500 एफ.एस. (नीला) और 50 एफ.एस. (लाल)

अति तीव्र लेजरों की तकनीकी चुनौतियाँ
अल्ट्राफास्ट लेज़रों की व्यापक स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ, पीक पावर और कम पल्स अवधि को आपके सिस्टम में ठीक से प्रबंधित करना आवश्यक है। अक्सर, इन चुनौतियों का एक सबसे सरल समाधान लेज़रों का व्यापक स्पेक्ट्रम आउटपुट होता है। यदि आपने अतीत में मुख्य रूप से लंबी पल्स या निरंतर-तरंग लेज़रों का उपयोग किया है, तो आपके मौजूदा ऑप्टिकल घटक अल्ट्राफास्ट पल्स की पूरी बैंडविड्थ को प्रतिबिंबित या संचारित करने में सक्षम नहीं हो सकते हैं।

लेजर क्षति सीमा
अल्ट्राफास्ट ऑप्टिक्स में पारंपरिक लेजर स्रोतों की तुलना में लेजर क्षति सीमा (एलडीटी) काफी अलग और नेविगेट करने में अधिक कठिन होती है। जब ऑप्टिक्स प्रदान किए जाते हैंनैनोसेकंड स्पंदित लेजरएलडीटी मान आमतौर पर 5-10 जूल/सेमी² के क्रम में होते हैं। अति-तीव्र प्रकाशिकी के लिए, इस परिमाण के मान व्यावहारिक रूप से नगण्य हैं, क्योंकि एलडीटी मान आमतौर पर <1 जूल/सेमी² के क्रम में, 0.3 जूल/सेमी² के करीब होते हैं। विभिन्न पल्स अवधियों के तहत एलडीटी आयाम में महत्वपूर्ण भिन्नता पल्स अवधियों पर आधारित लेजर क्षति तंत्र का परिणाम है। नैनोसेकंड लेजर या उससे अधिक के लिएस्पंदित लेजरक्षति का मुख्य कारण ऊष्मीय तापन है। कोटिंग और सब्सट्रेट सामग्रीऑप्टिकल उपकरणये पदार्थ आपतित फोटॉनों को अवशोषित करके उन्हें गर्म करते हैं। इससे पदार्थ के क्रिस्टल जालक में विकृति आ सकती है। ऊष्मीय विस्तार, दरारें पड़ना, पिघलना और जालक तनाव इन पदार्थों में होने वाली सामान्य ऊष्मीय क्षति के तंत्र हैं।लेजर स्रोत.

हालांकि, अति-तीव्र लेज़रों के मामले में, पल्स की अवधि लेज़र से पदार्थ के जालक में ऊष्मा स्थानांतरण की समयावधि से तेज़ होती है, इसलिए तापीय प्रभाव लेज़र-प्रेरित क्षति का मुख्य कारण नहीं होता है। इसके बजाय, अति-तीव्र लेज़र की चरम शक्ति क्षति तंत्र को बहु-फोटॉन अवशोषण और आयनीकरण जैसी अरैखिक प्रक्रियाओं में बदल देती है। यही कारण है कि नैनोसेकंड पल्स की एलडीटी रेटिंग को अति-तीव्र पल्स की एलडीटी रेटिंग के समान मानना ​​संभव नहीं है, क्योंकि क्षति का भौतिक तंत्र अलग होता है। इसलिए, उपयोग की समान परिस्थितियों (जैसे, तरंगदैर्ध्य, पल्स अवधि और पुनरावृति दर) में, पर्याप्त उच्च एलडीटी रेटिंग वाला ऑप्टिकल उपकरण आपके विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए सर्वोत्तम ऑप्टिकल उपकरण होगा। विभिन्न परिस्थितियों में परीक्षण किए गए ऑप्टिक्स सिस्टम में समान ऑप्टिक्स के वास्तविक प्रदर्शन का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं।

चित्र 1: विभिन्न पल्स अवधियों के साथ लेजर प्रेरित क्षति की क्रियाविधियाँ