अद्वितीय अल्ट्राफास्ट लेजर भाग एक

अद्वितीयअल्ट्राफास्ट लेजरभाग एक

अल्ट्राफास्ट के अद्वितीय गुणपराबैंगनीकिरण
अल्ट्राफास्ट लेज़रों की अति-लघु पल्स अवधि इन प्रणालियों को अद्वितीय गुण प्रदान करती है जो उन्हें दीर्घ-पल्स या सतत-तरंग (CW) 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 तरंगदैर्घ्य एक विशेष अवधि के पल्स उत्पन्न करने के लिए आवश्यक न्यूनतम बैंडविड्थ निर्धारित करते हैं। आमतौर पर, इस संबंध को समय-बैंडविड्थ गुणनफल (TBP) के रूप में वर्णित किया जाता है, जो अनिश्चितता सिद्धांत से प्राप्त होता है। गॉसियन पल्स का TBP निम्न 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 को सहारा देने के लिए आवश्यक न्यूनतम बैंडविड्थ को दर्शाता है।

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

अल्ट्राफास्ट लेज़रों की तकनीकी चुनौतियाँ
आपके सिस्टम में अल्ट्राफास्ट लेज़रों की विस्तृत स्पेक्ट्रम बैंडविड्थ, अधिकतम शक्ति और छोटी पल्स अवधि का उचित प्रबंधन किया जाना चाहिए। अक्सर, इन चुनौतियों का सबसे आसान समाधान लेज़रों का व्यापक स्पेक्ट्रम आउटपुट होता है। यदि आपने पहले मुख्य रूप से लंबी पल्स या निरंतर-तरंग लेज़रों का उपयोग किया है, तो हो सकता है कि आपके मौजूदा ऑप्टिकल घटकों का स्टॉक अल्ट्राफास्ट पल्स की पूरी बैंडविड्थ को परावर्तित या संचारित करने में सक्षम न हो।

लेज़र क्षति सीमा
अल्ट्राफास्ट ऑप्टिक्स में पारंपरिक लेज़र स्रोतों की तुलना में लेज़र क्षति सीमा (LDT) भी काफ़ी अलग होती है और नेविगेट करना ज़्यादा मुश्किल होता है। जब ऑप्टिक्स के लिएनैनोसेकंड स्पंदित लेज़र, 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 के होने की अधिक संभावना होती है, आमतौर पर 0.3 J/cm2 के करीब। विभिन्न पल्स अवधियों के तहत LDT आयाम में महत्वपूर्ण परिवर्तन पल्स अवधियों पर आधारित लेज़र क्षति तंत्र का परिणाम है। नैनोसेकंड या उससे अधिक लंबी लेज़रों के लिएस्पंदित लेज़रों, नुकसान पहुँचाने वाला मुख्य तंत्र ऊष्मीय तापन है। कोटिंग और सब्सट्रेट सामग्रीऑप्टिकल उपकरणोंआपतित फोटॉनों को अवशोषित कर उन्हें गर्म कर देते हैं। इससे पदार्थ के क्रिस्टल जालक में विकृति आ सकती है। तापीय प्रसार, दरार, पिघलन और जालक विकृति इनके सामान्य तापीय क्षति तंत्र हैं।लेजर स्रोतों.

हालांकि, अल्ट्राफास्ट लेज़रों के लिए, पल्स अवधि स्वयं लेज़र से पदार्थ जालक तक ऊष्मा स्थानांतरण के समय पैमाने से तेज़ होती है, इसलिए ऊष्मीय 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 अरैखिक प्रक्रियाओं में बदल देती है। यही कारण है कि एक नैनोसेकंड पल्स की LDT रेटिंग को एक अल्ट्राफास्ट पल्स की LDT रेटिंग तक सीमित करना संभव नहीं है, क्योंकि क्षति का भौतिक तंत्र अलग है। इसलिए, उपयोग की समान परिस्थितियों (जैसे, तरंगदैर्ध्य, पल्स अवधि और पुनरावृत्ति दर) के अंतर्गत, पर्याप्त रूप से उच्च LDT रेटिंग वाला एक ऑप्टिकल उपकरण आपके विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए सर्वोत्तम ऑप्टिकल उपकरण होगा।

चित्र 1: विभिन्न पल्स अवधियों के साथ लेज़र प्रेरित क्षति की क्रियाविधि