Өвөрмөцхэт хурдан лазернэгдүгээр хэсэг
Хэт хурдан чанарын өвөрмөц шинж чанаруудлазерууд
Хэт хурдан лазерын хэт богино импульсийн үргэлжлэх хугацаа нь эдгээр системд урт импульс эсвэл тасралтгүй долгионы (CW) лазераас ялгарах өвөрмөц шинж чанарыг өгдөг. Ийм богино импульс үүсгэхийн тулд өргөн спектрийн зурвасын өргөн шаардлагатай. Импульсийн хэлбэр ба төвийн долгионы урт нь тодорхой хугацааны импульс үүсгэхэд шаардагдах хамгийн бага зурвасын уртыг тодорхойлдог. Ерөнхийдөө энэ хамаарлыг тодорхойгүй байдлын зарчмаас гаргаж авсан цаг хугацааны зурвасын өргөний үржвэр (TBP)-ээр тодорхойлдог. Гауссын импульсийн TBP-г дараах томъёогоор өгнө: TBP Гауссын=ΔτΔν≈0.441
Δτ нь импульсийн үргэлжлэх хугацаа, Δv нь давтамжийн зурвасын өргөн юм. Үндсэндээ тэгшитгэл нь спектрийн зурвасын өргөн ба импульсийн үргэлжлэх хугацааны хооронд урвуу хамаарал байгааг харуулж байна, өөрөөр хэлбэл импульсийн үргэлжлэх хугацаа буурах тусам уг импульсийг үүсгэхэд шаардагдах зурвасын өргөн нэмэгддэг. Зураг 1-т хэд хэдэн өөр импульсийн үргэлжлэх хугацааг дэмжихэд шаардлагатай хамгийн бага зурвасын өргөнийг харуулав.
Зураг 1: Дэмжлэг үзүүлэхэд шаардлагатай хамгийн бага спектрийн зурвасын өргөнлазер импульс10 ps (ногоон), 500 fs (цэнхэр) болон 50 fs (улаан)-ын
Хэт хурдан лазерын техникийн бэрхшээлүүд
Хэт хурдан лазерын өргөн спектрийн зурвасын өргөн, оргил хүч болон богино импульсийн үргэлжлэх хугацааг таны системд зөв удирдах ёстой. Ихэнхдээ эдгээр бэрхшээлийг шийдвэрлэх хамгийн энгийн шийдлүүдийн нэг бол лазерын өргөн спектрийн гаралт юм. Хэрэв та өмнө нь голчлон урт импульс эсвэл тасралтгүй долгионы лазер ашиглаж байсан бол таны одоо байгаа оптик эд ангиудын нөөц нь хэт хурдан импульсийн бүрэн зурвасын өргөнийг тусгах эсвэл дамжуулах боломжгүй байж магадгүй юм.
Лазерын гэмтлийн босго
Хэт хурдан оптикууд нь уламжлалт лазер эх үүсвэрүүдтэй харьцуулахад лазерын гэмтлийн босго (LDT)-ийн мэдэгдэхүйц ялгаатай бөгөөд чиглүүлэхэд илүү хэцүү байдаг. Оптикийг ашиглах үеднаносекундын импульсийн лазерууд, LDT-ийн утга нь ихэвчлэн 5-10 Ж/см2 орчим байдаг. Хэт хурдан оптикийн хувьд энэ хэмжээний утга бараг сонсогдохгүй, учир нь LDT-ийн утга нь <1 Ж/см2 орчим, ихэвчлэн 0.3 Ж/см2-тэй ойрхон байх магадлал өндөр байдаг. Өөр өөр импульсийн үргэлжлэх хугацаанд LDT далайцын мэдэгдэхүйц хэлбэлзэл нь импульсийн үргэлжлэх хугацаанд суурилсан лазерын гэмтлийн механизмын үр дүн юм. Наносекунд буюу түүнээс урт лазерын хувьдимпульсийн лазерууд, гэмтэл учруулдаг гол механизм нь дулааны халаалт юм. Бүрхүүл ба суурь материалуудоптик төхөөрөмжүүдТусах фотонуудыг шингээж, халаана. Энэ нь материалын болор торыг гажуудуулж болзошгүй. Дулааны тэлэлт, хагарал, хайлалт болон торны хэв гажилт нь эдгээрийн нийтлэг дулааны гэмтлийн механизм юм.лазерын эх үүсвэрүүд.
Гэсэн хэдий ч хэт хурдан лазерын хувьд импульсийн үргэлжлэх хугацаа нь лазераас материалын тор руу дулаан дамжуулах хугацааны хэмжээсээс хурдан байдаг тул дулааны эффект нь лазерын улмаас үүссэн гэмтлийн гол шалтгаан биш юм. Үүний оронд хэт хурдан лазерын оргил хүч нь гэмтлийн механизмыг олон фотон шингээлт ба ионжуулалт гэх мэт шугаман бус процесс болгон хувиргадаг. Ийм учраас наносекундын импульсийн LDT үнэлгээг хэт хурдан импульсийн үнэлгээ болгон нарийсгах боломжгүй юм, учир нь гэмтлийн физик механизм өөр өөр байдаг. Тиймээс ижил хэрэглээний нөхцөлд (жишээлбэл, долгионы урт, импульсийн үргэлжлэх хугацаа, давталтын хурд) хангалттай өндөр LDT үнэлгээтэй оптик төхөөрөмж нь таны тодорхой хэрэглээнд хамгийн сайн оптик төхөөрөмж байх болно. Өөр өөр нөхцөлд туршсан оптик нь систем дэх ижил оптикийн бодит гүйцэтгэлийг төлөөлөхгүй.
Зураг 1: Өөр өөр импульсийн үргэлжлэх хугацаатай лазерын улмаас үүссэн гэмтлийн механизм
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 6-р сарын 24