अद्वितीय अल्ट्राफास्ट लेजर भाग एक

अद्वितीयअल्ट्राफास्ट लेजरभाग एक

अल्ट्राफास्ट के अनूठे 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। इतनी छोटी पल्स उत्पन्न करने के लिए, एक विस्तृत स्पेक्ट्रम बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है। पल्स आकार और केंद्रीय तरंग दैर्ध्य एक विशेष अवधि की पल्स उत्पन्न करने के लिए आवश्यक न्यूनतम बैंडविड्थ निर्धारित करते हैं। आमतौर पर, इस संबंध को समय-बैंडविड्थ उत्पाद (टीबीपी) के संदर्भ में वर्णित किया गया है, जो अनिश्चितता सिद्धांत से लिया गया है। गॉसियन पल्स का टीबीपी निम्नलिखित 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 विपरीत संबंध है, जिसका अर्थ है कि जैसे-जैसे पल्स की अवधि घटती है, उस पल्स को उत्पन्न करने के लिए आवश्यक बैंडविड्थ बढ़ 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 वर्णक्रमीय बैंडविड्थलेजर पल्स10 पीएस (हरा), 500 एफएस (नीला), और 50 एफएस (लाल)

अल्ट्राफास्ट लेज़रों की तकनीकी चुनौतियाँ
आपके सिस्टम में अल्ट्राफास्ट लेजर की विस्तृत स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ, पीक पावर और छोटी पल्स अवधि को ठीक से प्रबंधित किया जाना चाहिए। अक्सर, इन चुनौतियों का सबसे सरल समाधान लेज़रों का व्यापक स्पेक्ट्रम आउटपुट है। यदि आपने अतीत में मुख्य रूप से लंबी पल्स या निरंतर-तरंग लेजर 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।

लेजर क्षति सीमा
अधिक पारंपरिक लेजर स्रोतों की तुलना में अल्ट्राफास्ट ऑप्टिक्स में लेजर क्षति थ्रेशोल्ड (एलडीटी) को नेविगेट करना काफी अलग और अधिक कठिन होता है। जब प्रकाशिकी प्रदान की जाती 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 एलडीटी मान <1 J/cm2 के क्रम 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 लेजर या उससे अधिक समय के लिएस्पंदित लेजर, क्षति का कारण बनने वाला मुख्य तंत्र थर्मल हीटिंग है। की कोटिंग और सब्सट्रेट सामग्रीऑप्टिकल उपकरणआपतित फोटॉन को अवशोषित करें और उन्हें गर्म करें। इससे सामग्री की क्रिस्टल जाली में विकृति आ सकती है। थर्मल विस्तार, टूटना, पिघलना और जाली तनाव इनके सामान्य थर्मल क्षति तंत्र हैंलेजर स्रोत.

हालाँकि, अल्ट्राफास्ट लेज़रों के लिए, पल्स अवधि स्वयं लेज़र से सामग्री जाली तक गर्मी हस्तांतरण के समय के पैमाने से तेज़ होती है, इसलिए थर्मल प्रभाव लेज़र-प्रेरित क्षति का मुख्य कारण नहीं है। इसके बजाय, अल्ट्राफास्ट लेजर की चरम शक्ति क्षति तंत्र को मल्टी-फोटॉन अवशोषण और आयनीकरण जैसी गैर-रेखीय प्रक्रियाओं में बदल देती है। यही कारण है कि नैनोसेकंड पल्स की एलडीटी रेटिंग को अल्ट्राफास्ट पल्स तक सीमित करना संभव नहीं है, क्योंकि क्षति का भौतिक तंत्र अलग है। इसलिए, उपयोग की समान शर्तों (उदाहरण के लिए, तरंग दैर्ध्य, पल्स अवधि और पुनरावृत्ति दर) के तहत, पर्याप्त उच्च एलडीटी रेटिंग वाला एक ऑप्टिकल डिवाइस आपके विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए सबसे अच्छा ऑप्टिकल डिवाइस होगा। विभिन्न परिस्थितियों में परीक्षण किए गए ऑप्टिक्स सिस्टम में समान ऑप्टिक्स के वास्तविक प्रदर्शन का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं।

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