अद्वितीय अल्ट्राफास्ट लेजर भाग एक

अद्वितीयअल्ट्राफास्ट लेजरभाग एक

अल्ट्राफास्ट के अद्वितीय गुणपराबैंगनीकिरण
अल्ट्राफास्ट लेजर की अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स अवधि इन प्रणालियों को अद्वितीय गुण प्रदान करती है जो उन्हें लंबी-पल्स या निरंतर-तरंग (सीडब्ल्यू) लेजर से अलग करती है। इस तरह के छोटे पल्स को उत्पन्न करने के लिए, एक विस्तृत स्पेक्ट्रम बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है। पल्स आकार और केंद्रीय तरंगदैर्ध्य एक विशेष अवधि के पल्स उत्पन्न करने के लिए आवश्यक न्यूनतम बैंडविड्थ निर्धारित करते हैं। आमतौर पर, इस संबंध को समय-बैंडविड्थ उत्पाद (TBP) के संदर्भ में वर्णित किया जाता है, जो अनिश्चितता सिद्धांत से प्राप्त होता है। गॉसियन पल्स का TBP निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है: TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ पल्स अवधि है और Δv आवृत्ति बैंडविड्थ है। संक्षेप में, समीकरण दर्शाता है कि स्पेक्ट्रम बैंडविड्थ और पल्स अवधि के बीच एक व्युत्क्रम संबंध है, जिसका अर्थ है कि जैसे-जैसे पल्स की अवधि घटती है, उस पल्स को उत्पन्न करने के लिए आवश्यक बैंडविड्थ बढ़ती जाती है। चित्र 1 कई अलग-अलग पल्स अवधियों का समर्थन करने के लिए आवश्यक न्यूनतम बैंडविड्थ को दर्शाता है।

चित्र 1: समर्थन के लिए आवश्यक न्यूनतम स्पेक्ट्रल बैंडविड्थलेजर पल्स10 पीएस (हरा), 500 एफएस (नीला), और 50 एफएस (लाल)

अल्ट्राफास्ट लेज़र की तकनीकी चुनौतियाँ
आपके सिस्टम में अल्ट्राफास्ट लेज़र की विस्तृत स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ, पीक पावर और छोटी पल्स अवधि को ठीक से प्रबंधित किया जाना चाहिए। अक्सर, इन चुनौतियों का सबसे सरल समाधान लेज़र का व्यापक स्पेक्ट्रम आउटपुट होता है। यदि आपने अतीत में मुख्य रूप से लंबी पल्स या निरंतर-तरंग लेज़र का उपयोग किया है, तो ऑप्टिकल घटकों का आपका मौजूदा स्टॉक अल्ट्राफास्ट पल्स की पूरी बैंडविड्थ को प्रतिबिंबित या संचारित करने में सक्षम नहीं हो सकता है।

लेज़र क्षति सीमा
अल्ट्राफास्ट ऑप्टिक्स में लेजर क्षति सीमा (LDT) भी काफी अलग होती है और पारंपरिक लेजर स्रोतों की तुलना में इसे नेविगेट करना अधिक कठिन होता है। जब ऑप्टिक्स के लिए प्रावधान किया जाता हैनैनोसेकंड स्पंदित लेजर, LDT मान आमतौर पर 5-10 J/cm2 के क्रम में होते हैं। अल्ट्राफास्ट ऑप्टिक्स के लिए, इस परिमाण के मान व्यावहारिक रूप से अनसुने हैं, क्योंकि LDT मान <1 J/cm2 के क्रम में होने की अधिक संभावना है, आमतौर पर 0.3 J/cm2 के करीब। विभिन्न पल्स अवधि के तहत LDT आयाम का महत्वपूर्ण परिवर्तन पल्स अवधि के आधार पर लेजर क्षति तंत्र का परिणाम है। नैनोसेकंड लेजर या उससे अधिक के लिएस्पंदित लेजर, मुख्य तंत्र जो नुकसान पहुंचाता है वह थर्मल हीटिंग है। कोटिंग और सब्सट्रेट सामग्रीऑप्टिकल उपकरणघटना फोटॉनों को अवशोषित करें और उन्हें गर्म करें। इससे सामग्री के क्रिस्टल जाली का विरूपण हो सकता है। थर्मल विस्तार, दरार, पिघलना और जाली तनाव इन सामग्रियों के सामान्य थर्मल क्षति तंत्र हैंलेजर स्रोत.

हालांकि, अल्ट्राफास्ट लेज़रों के लिए, पल्स अवधि स्वयं लेज़र से सामग्री जाली में ऊष्मा स्थानांतरण के समय के पैमाने से तेज़ होती है, इसलिए थर्मल प्रभाव लेज़र-प्रेरित क्षति का मुख्य कारण नहीं है। इसके बजाय, अल्ट्राफास्ट लेज़र की चरम शक्ति क्षति तंत्र को बहु-फोटोन अवशोषण और आयनीकरण जैसी गैर-रेखीय प्रक्रियाओं में बदल देती है। यही कारण है कि एक नैनोसेकंड पल्स की LDT रेटिंग को अल्ट्राफास्ट पल्स तक सीमित करना संभव नहीं है, क्योंकि क्षति का भौतिक तंत्र अलग है। इसलिए, उपयोग की समान स्थितियों (जैसे, तरंग दैर्ध्य, पल्स अवधि और पुनरावृत्ति दर) के तहत, पर्याप्त रूप से उच्च LDT रेटिंग वाला एक ऑप्टिकल उपकरण आपके विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए सबसे अच्छा ऑप्टिकल उपकरण होगा।

चित्र 1:विभिन्न पल्स अवधियों के साथ लेजर प्रेरित क्षति के तंत्र