ልዩ የአልትራፋስት ሌዘር ክፍል አንድ

ልዩአልትራፋስት ሌዘርክፍል አንድ

የ ultrafast ልዩ ባህሪያትሌዘር
የ ultrafast lasers የ ultra-short pulse ቆይታ ለእነዚህ ስርዓቶች ከረጅም-pulse ወይም ቀጣይ-ሞገድ (CW) ሌዘር የሚለዩ ልዩ ባህሪያትን ይሰጣቸዋል. እንዲህ ዓይነቱን አጭር የልብ ምት ለማመንጨት, ሰፊ የሆነ የመተላለፊያ ይዘት ያስፈልጋል. የ pulse ቅርጽ እና ማዕከላዊ የሞገድ ርዝመት የተወሰነ ቆይታ ለመፍጠር የሚያስፈልገውን አነስተኛ የመተላለፊያ ይዘት ይወስናሉ. በተለምዶ ይህ ግንኙነት በጊዜ-ባንድዊድዝ ምርት (ቲቢፒ) ይገለጻል, እሱም ከእርግጠኛነት መርህ የተገኘ ነው. የ Gaussian pulse TBP የሚሰጠው በሚከተለው ቀመር ነው፡TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ የ pulse ቆይታ ሲሆን Δv ደግሞ ድግግሞሽ ባንድዊድዝ ነው። በመሠረቱ፣ እኩልታው የሚያሳየው በስፔክትረም ባንድዊድዝ እና በ pulse duration መካከል የተገላቢጦሽ ግንኙነት እንዳለ፣ ይህም ማለት የልብ ምት የሚቆይበት ጊዜ ሲቀንስ ያንን የልብ ምት ለመፍጠር የሚያስፈልገው የመተላለፊያ ይዘት ይጨምራል። ምስል 1 የተለያዩ የልብ ምት ቆይታዎችን ለመደገፍ የሚያስፈልገውን አነስተኛ የመተላለፊያ ይዘት ያሳያል።

ምስል 1፡ ለመደገፍ የሚፈለገው ዝቅተኛው ስፔክትራል ባንድዊድዝሌዘር የልብ ምትከ10 ፒኤስ (አረንጓዴ)፣ 500 ኤፍኤስ (ሰማያዊ) እና 50 ኤፍኤስ (ቀይ)

የ ultrafast lasers ቴክኒካዊ ችግሮች
የ ultrafast lasers ሰፊው የመተላለፊያ ይዘት፣ የፒክ ሃይል እና አጭር የልብ ምት ቆይታ በስርዓትዎ ውስጥ በትክክል መተዳደር አለበት። ብዙውን ጊዜ ለእነዚህ ተግዳሮቶች በጣም ቀላሉ መፍትሄዎች አንዱ የሌዘር ሰፊ ስፔክትረም ውጤት ነው። በዋነኛነት ከዚህ ቀደም ረዘም ያለ የልብ ምት ወይም ቀጣይነት ያለው ሞገድ ሌዘርን ከተጠቀሙ፣ አሁን ያሉት የኦፕቲካል ክፍሎች ክምችት የ ultrafast pulses ሙሉ የመተላለፊያ ይዘትን ማንጸባረቅ ወይም ማስተላለፍ ላይችል ይችላል።

የሌዘር ጉዳት ገደብ
አልትራፋስት ኦፕቲክስ ከተለመዱት የሌዘር ምንጮች ጋር ሲወዳደር በጣም የተለያየ እና የበለጠ አስቸጋሪ የሌዘር ጉዳት ገደቦች (LDT) አላቸው። ኦፕቲክስ ሲቀርብnanosecond pulsed lasers, የኤልዲቲ ዋጋዎች ብዙውን ጊዜ ከ5-10 ጄ / ሴ.ሜ. ለአልትራፋስት ኦፕቲክስ፣ የኤልዲቲ እሴቶች በ<1 J/cm2፣ አብዛኛውን ጊዜ ወደ 0.3 J/cm2 ስለሚጠጉ የዚህ መጠን እሴቶች በተግባር አይሰሙም። በተለያዩ የልብ ምት ቆይታዎች ውስጥ ያለው ጉልህ የኤልዲቲ ስፋት ልዩነት በ pulse ቆይታዎች ላይ የተመሠረተ የሌዘር ጉዳት ዘዴ ውጤት ነው። ለ nanosecond lasers ወይም ከዚያ በላይpulsed lasers, ጉዳት የሚያስከትል ዋናው ዘዴ የሙቀት ማሞቂያ ነው. የሽፋን እና የንጥረ-ነገር ቁሳቁሶች የየኦፕቲካል መሳሪያዎችየተከሰቱትን ፎቶኖች ይውሰዱ እና ያሞቁ። ይህ ወደ ቁሱ ክሪስታል ጥልፍልፍ መዛባት ሊያመራ ይችላል። የሙቀት መስፋፋት, መሰንጠቅ, ማቅለጥ እና የላቲስ ውጥረት የእነዚህ የተለመዱ የሙቀት መጎዳት ዘዴዎች ናቸውየሌዘር ምንጮች.

ነገር ግን, ለ ultrafast lasers, የ pulse ቆይታ እራሱ ከሌዘር ወደ ቁሳዊ ጥልፍልፍ የሙቀት ልውውጥ ከሚወስደው የጊዜ መለኪያ የበለጠ ፈጣን ነው, ስለዚህ የሙቀት ተጽእኖ በሌዘር-አመጣጣኝ ጉዳት ምክንያት አይደለም. ይልቁንስ የ ultrafast ሌዘር ከፍተኛው ኃይል የጉዳት ዘዴን ወደ መደበኛ ያልሆኑ ሂደቶች እንደ ባለብዙ-ፎቶን መምጠጥ እና ionization ይለውጠዋል. ለዚህም ነው የናኖሴኮንድ ምት የኤልዲቲ ደረጃን ወደ ultrafast pulse ብቻ ማጥበብ የማይቻለው፣ ምክንያቱም የአካል ጉዳት አካላዊ ዘዴ የተለየ ነው። ስለዚህ፣ በተመሳሳይ የአጠቃቀም ሁኔታዎች (ለምሳሌ የሞገድ ርዝመት፣ የልብ ምት ቆይታ እና የድግግሞሽ መጠን)፣ በቂ የሆነ ከፍተኛ የኤልዲቲ ደረጃ ያለው የኦፕቲካል መሳሪያ ለእርስዎ የተለየ መተግበሪያ ምርጥ የኦፕቲካል መሳሪያ ይሆናል። በተለያዩ ሁኔታዎች የተሞከሩት ኦፕቲክስ በሲስተሙ ውስጥ ያሉትን ተመሳሳይ ኦፕቲክስ አፈጻጸምን አይወክልም።

ምስል 1፡ በተለያዩ የልብ ምት ቆይታዎች የሌዘር ጉዳት ዘዴዎች