अद्वितीय अल्ट्राफास्ट लेजर भाग एक

अद्वितीयअल्ट्राफास्ट लेजरभाग एक

अल्ट्राफास्ट के अद्वितीय गुणपराबैंगनीकिरण
अल्ट्राफास्ट लेज़रों की अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स अवधि इन प्रणालियों को अद्वितीय गुण देती है जो उन्हें लंबी पल्स या निरंतर-लहर (सीडब्ल्यू) लेज़रों से अलग करती हैं। इस तरह की छोटी नाड़ी उत्पन्न करने के लिए, एक विस्तृत स्पेक्ट्रम बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है। पल्स आकार और केंद्रीय तरंग दैर्ध्य एक विशेष अवधि के दालों को उत्पन्न करने के लिए आवश्यक न्यूनतम बैंडविड्थ निर्धारित करते हैं। आमतौर पर, इस संबंध को टाइम-बैंडविड्थ उत्पाद (टीबीपी) के संदर्भ में वर्णित किया जाता है, जो अनिश्चितता सिद्धांत से प्राप्त होता है। गॉसियन पल्स का टीबीपी निम्न सूत्र द्वारा दिया गया है: tbpgaussian = ΔτΔν: 0.441
Δτ पल्स अवधि है और ΔV आवृत्ति बैंडविड्थ है। संक्षेप में, समीकरण से पता चलता है कि स्पेक्ट्रम बैंडविड्थ और पल्स अवधि के बीच एक उलटा संबंध है, जिसका अर्थ है कि जैसे -जैसे पल्स की अवधि कम होती है, उस पल्स को बढ़ाने के लिए आवश्यक बैंडविड्थ बढ़ जाती है। चित्रा 1 कई अलग -अलग पल्स अवधि का समर्थन करने के लिए आवश्यक न्यूनतम बैंडविड्थ दिखाता है।

चित्रा 1: समर्थन करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वर्णक्रमीय बैंडविड्थलेजर दालों10 पीएस (हरा), 500 एफएस (नीला), और 50 एफएस (लाल)

अल्ट्राफास्ट लेज़रों की तकनीकी चुनौतियां
व्यापक स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ, पीक पावर, और अल्ट्राफास्ट लेज़रों की छोटी पल्स अवधि को आपके सिस्टम में ठीक से प्रबंधित किया जाना चाहिए। अक्सर, इन चुनौतियों के सबसे सरल समाधानों में से एक लेज़रों का व्यापक स्पेक्ट्रम आउटपुट है। यदि आपने मुख्य रूप से अतीत में लंबे समय तक पल्स या निरंतर-लहर लेज़रों का उपयोग किया है, तो ऑप्टिकल घटकों का आपका मौजूदा स्टॉक अल्ट्राफास्ट दालों के पूर्ण बैंडविड्थ को प्रतिबिंबित या संचारित करने में सक्षम नहीं हो सकता है।

लेजर क्षति दहलीज
अल्ट्राफास्ट ऑप्टिक्स में अधिक पारंपरिक लेजर स्रोतों की तुलना में लेजर क्षति थ्रेसहोल्ड (एलडीटी) को नेविगेट करने के लिए काफी भिन्न और अधिक कठिन है। जब प्रकाशिकी के लिए प्रदान किया जाता हैनैनोसेकंड स्पंदित लेज़र्स, 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 एलडीटी मान <1 j/cm2 के आदेश पर होने की अधिक संभावना है, आमतौर पर 0.3 j/cm2 के करीब। विभिन्न पल्स अवधि के तहत एलडीटी आयाम की महत्वपूर्ण भिन्नता पल्स अवधि के आधार पर लेजर क्षति तंत्र का परिणाम है। नैनोसेकंड लेज़रों या लंबे समय तकस्पंदित लेजर, मुख्य तंत्र जो क्षति का कारण बनता है, थर्मल हीटिंग है। की कोटिंग और सब्सट्रेट सामग्रीऑप्टिकल उपकरणघटना फोटॉन को अवशोषित करें और उन्हें गर्म करें। इससे सामग्री के क्रिस्टल जाली की विकृति हो सकती है। थर्मल विस्तार, क्रैकिंग, पिघलने और जाली तनाव इन के सामान्य थर्मल क्षति तंत्र हैंलेजर स्रोत.

हालांकि, अल्ट्राफास्ट लेज़रों के लिए, पल्स अवधि अपने आप में लेजर से लेकर सामग्री जाली तक गर्मी हस्तांतरण के समय के पैमाने की तुलना में तेज है, इसलिए थर्मल प्रभाव लेजर-प्रेरित क्षति का मुख्य कारण नहीं है। इसके बजाय, अल्ट्राफास्ट लेजर की शिखर शक्ति क्षति तंत्र को बहु-फोटॉन अवशोषण और आयनीकरण जैसी नॉनलाइनर प्रक्रियाओं में बदल देती है। यही कारण है कि एक नैनोसेकंड पल्स की एलडीटी रेटिंग को केवल एक अल्ट्राफास्ट पल्स के लिए संकीर्ण करना संभव नहीं है, क्योंकि क्षति का भौतिक तंत्र अलग है। इसलिए, उपयोग की समान शर्तों के तहत (जैसे, तरंग दैर्ध्य, पल्स अवधि और पुनरावृत्ति दर), पर्याप्त रूप से उच्च एलडीटी रेटिंग के साथ एक ऑप्टिकल डिवाइस आपके विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए सबसे अच्छा ऑप्टिकल डिवाइस होगा। विभिन्न परिस्थितियों में परीक्षण किए गए प्रकाशिकी प्रणाली में एक ही प्रकाशिकी के वास्तविक प्रदर्शन के प्रतिनिधि नहीं हैं।

चित्रा 1: विभिन्न नाड़ी अवधि के साथ लेजर प्रेरित क्षति के तंत्र