Өвөрмөц хэт хурдан лазер нэгдүгээр хэсэг

Өвөрмөцхэт хурдан лазернэг хэсэг

Хэт хурдны өвөрмөц шинж чанаруудлазерууд
Хэт хурдан лазерын хэт богино импульсийн үргэлжлэх хугацаа нь эдгээр системд урт импульс эсвэл тасралтгүй долгион (CW) лазераас ялгах өвөрмөц шинж чанарыг өгдөг. Ийм богино импульс үүсгэхийн тулд өргөн хүрээний зурвасын өргөн шаардлагатай. Импульсийн хэлбэр ба төвийн долгионы урт нь тодорхой хугацааны импульс үүсгэхэд шаардагдах хамгийн бага зурвасын өргөнийг тодорхойлдог. Ерөнхийдөө энэ хамаарлыг тодорхойгүй байдлын зарчмаас гаргаж авсан цагийн зурвасын өргөний бүтээгдэхүүн (TBP) хэлбэрээр тайлбарладаг. Гауссын импульсийн TBP-ийг дараах томъёогоор тодорхойлно: TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ нь импульсийн үргэлжлэх хугацаа, Δv нь давтамжийн зурвасын өргөн юм. Үндсэндээ уг тэгшитгэл нь спектрийн зурвасын өргөн ба импульсийн үргэлжлэх хугацааны хооронд урвуу хамаарал байгааг харуулж байгаа бөгөөд энэ нь импульсийн үргэлжлэх хугацаа багасах тусам импульс үүсгэхэд шаардагдах зурвасын өргөн нэмэгддэг гэсэн үг юм. Зураг 1-д импульсийн хэд хэдэн үргэлжлэх хугацааг дэмжихэд шаардагдах хамгийн бага зурвасын өргөнийг харуулав.

Зураг 1: Дэмжихэд шаардагдах хамгийн бага спектрийн зурвасын өргөнлазер импульс10 ps (ногоон), 500 fs (цэнхэр), 50 fs (улаан)

Хэт хурдан лазерын техникийн сорилтууд
Хэт хурдан лазерын өргөн спектрийн зурвасын өргөн, оргил хүч, богино импульсийн үргэлжлэх хугацааг системд зөв удирдах ёстой. Ихэнхдээ эдгээр бэрхшээлийг шийдвэрлэх хамгийн энгийн шийдлүүдийн нэг бол лазерын өргөн хүрээний гаралт юм. Хэрэв та өмнө нь ихэвчлэн урт импульс эсвэл тасралтгүй долгионы лазер ашиглаж байсан бол таны одоо байгаа оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нөөц хэт хурдан импульсийн бүрэн зурвасын өргөнийг тусгах эсвэл дамжуулах боломжгүй байж магадгүй юм.

Лазер гэмтлийн босго
Хэт хурдан оптикууд нь уламжлалт лазерын эх үүсвэртэй харьцуулахад лазер гэмтлийн босго (LDT) нь эрс ялгаатай бөгөөд удирдахад илүү төвөгтэй байдаг. Оптикоор хангагдсан үеднано секундын импульсийн лазер, LDT утгууд нь ихэвчлэн 5-10 Ж/см2 дарааллаар байна. Хэт хурдан оптикийн хувьд LDT утгууд нь <1 Дж/см2, ихэвчлэн 0.3 Ж/см2-тэй ойролцоо байх магадлалтай тул ийм хэмжээний утгыг бараг сонсдоггүй. Импульсийн янз бүрийн хугацаанд LDT далайцын мэдэгдэхүйц өөрчлөлт нь импульсийн үргэлжлэх хугацаа дээр суурилсан лазер гэмтлийн механизмын үр дүн юм. Нано секунд ба түүнээс дээш лазерын хувьдимпульсийн лазерууд, гэмтэл учруулах гол механизм нь дулааны халаалт юм. бүрэх болон суурь материалоптик төхөөрөмжтуссан фотонуудыг шингээж халаана. Энэ нь материалын болор торыг гажуудуулахад хүргэдэг. Дулааны тэлэлт, хагарал, хайлах болон торны омог нь эдгээрийн дулааны гэмтлийн нийтлэг механизм юм.лазерын эх үүсвэрүүд.

Гэсэн хэдий ч хэт хурдан лазерын хувьд импульсийн үргэлжлэх хугацаа нь өөрөө лазераас материаллаг тор руу дулаан дамжуулах цаг хугацааны хуваарьтай харьцуулахад илүү хурдан байдаг тул дулааны нөлөө нь лазераас үүдэлтэй гэмтлийн гол шалтгаан биш юм. Харин хэт хурдан лазерын дээд хүч нь гэмтлийн механизмыг олон фотоны шингээлт, иончлол зэрэг шугаман бус процесс болгон хувиргадаг. Тийм ч учраас наносекундын импульсийн LDT үнэлгээг хэт хурдан импульсийнх хүртэл багасгах боломжгүй, учир нь гэмтлийн физик механизм өөр байдаг. Тиймээс, ижил нөхцөлд (жишээлбэл, долгионы урт, импульсийн үргэлжлэх хугацаа, давталтын хурд) хангалттай өндөр LDT үнэлгээтэй оптик төхөөрөмж нь таны тусгай хэрэглээнд хамгийн сайн оптик төхөөрөмж байх болно. Өөр өөр нөхцөлд туршсан оптик нь систем дэх ижил оптикийн бодит гүйцэтгэлийг төлөөлөх боломжгүй юм.

Зураг 1: Янз бүрийн импульсийн үргэлжлэх хугацаатай лазераас үүдэлтэй гэмтлийн механизмууд