ప్రత్యేకమైన అత్యంత వేగవంతమైన లేజర్ భాగం ఒకటి

ప్రత్యేకమైనఅతివేగవంతమైన లేజర్మొదటి భాగం

అతివేగవంతమైన ప్రత్యేక లక్షణాలులేజర్లు
అతివేగ లేజర్‌ల యొక్క అతి తక్కువ పల్స్ వ్యవధి, ఈ వ్యవస్థలకు దీర్ఘ-పల్స్ లేదా నిరంతర-తరంగ (CW) లేజర్‌ల నుండి వాటిని వేరుచేసే ప్రత్యేక లక్షణాలను ఇస్తుంది. అటువంటి తక్కువ పల్స్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి, విస్తృత స్పెక్ట్రమ్ బ్యాండ్‌విడ్త్ అవసరం. పల్స్ ఆకారం మరియు కేంద్ర తరంగదైర్ఘ్యం ఒక నిర్దిష్ట వ్యవధి గల పల్స్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి అవసరమైన కనీస బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను నిర్ణయిస్తాయి. సాధారణంగా, ఈ సంబంధం టైమ్-బ్యాండ్‌విడ్త్ ప్రొడక్ట్ (TBP) పరంగా వివరించబడుతుంది, ఇది అనిశ్చితి సూత్రం నుండి ఉద్భవించింది. గాసియన్ పల్స్ యొక్క TBP కింది సూత్రం ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది: TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ అనేది పల్స్ వ్యవధి మరియు Δv అనేది ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌విడ్త్. సారాంశంలో, స్పెక్ట్రమ్ బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు పల్స్ వ్యవధి మధ్య విలోమ సంబంధం ఉందని ఈ సమీకరణం చూపిస్తుంది, అంటే పల్స్ వ్యవధి తగ్గే కొద్దీ, ఆ పల్స్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి అవసరమైన బ్యాండ్‌విడ్త్ పెరుగుతుంది. పటం 1 అనేక విభిన్న పల్స్ వ్యవధులకు మద్దతు ఇవ్వడానికి అవసరమైన కనీస బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను వివరిస్తుంది.

చిత్రం 1: మద్దతు ఇవ్వడానికి అవసరమైన కనీస స్పెక్ట్రల్ బ్యాండ్‌విడ్త్లేజర్ పల్స్‌లు10 ps (ఆకుపచ్చ), 500 fs (నీలం), మరియు 50 fs (ఎరుపు)

అతివేగ లేజర్‌ల సాంకేతిక సవాళ్లు
అతివేగ లేజర్‌ల యొక్క విస్తృత స్పెక్ట్రల్ బ్యాండ్‌విడ్త్, పీక్ పవర్ మరియు తక్కువ పల్స్ వ్యవధిని మీ సిస్టమ్‌లో సరిగ్గా నిర్వహించాలి. తరచుగా, ఈ సవాళ్లకు అత్యంత సులభమైన పరిష్కారాలలో ఒకటి లేజర్‌ల యొక్క బ్రాడ్ స్పెక్ట్రమ్ అవుట్‌పుట్. మీరు గతంలో ప్రధానంగా ఎక్కువ పల్స్ లేదా నిరంతర-తరంగ లేజర్‌లను ఉపయోగించినట్లయితే, మీ వద్ద ప్రస్తుతం ఉన్న ఆప్టికల్ కాంపోనెంట్‌లు అతివేగ పల్స్‌ల పూర్తి బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను ప్రతిబింబించలేకపోవచ్చు లేదా ప్రసారం చేయలేకపోవచ్చు.

లేజర్ నష్టం పరిమితి
సాంప్రదాయ లేజర్ మూలాలతో పోలిస్తే, అల్ట్రాఫాస్ట్ ఆప్టిక్స్ గణనీయంగా భిన్నమైన మరియు అధిగమించడానికి మరింత కష్టతరమైన లేజర్ డ్యామేజ్ థ్రెషోల్డ్‌లను (LDT) కలిగి ఉంటాయి. ఆప్టిక్స్ అందించబడినప్పుడునానోసెకండ్ పల్స్డ్ లేజర్లుLDT విలువలు సాధారణంగా 5-10 J/cm2 క్రమంలో ఉంటాయి. అల్ట్రాఫాస్ట్ ఆప్టిక్స్ కోసం, ఈ పరిమాణంలోని విలువలు ఆచరణాత్మకంగా వినబడవు, ఎందుకంటే LDT విలువలు <1 J/cm2 క్రమంలో, సాధారణంగా 0.3 J/cm2 కి దగ్గరగా ఉండే అవకాశం ఉంది. విభిన్న పల్స్ వ్యవధుల కింద LDT వ్యాప్తిలో గణనీయమైన వైవిధ్యం అనేది పల్స్ వ్యవధుల ఆధారంగా లేజర్ డ్యామేజ్ మెకానిజం యొక్క ఫలితం. నానోసెకండ్ లేజర్‌లు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ నిడివి గల వాటికిపల్స్డ్ లేజర్లునష్టాన్ని కలిగించే ప్రధాన యంత్రాంగం ఉష్ణ తాపనం. పూత మరియు ఉపరితల పదార్థాలుఆప్టికల్ పరికరాలుపతనమయ్యే ఫోటాన్‌లను గ్రహించి వాటిని వేడి చేస్తాయి. ఇది పదార్థం యొక్క క్రిస్టల్ లాటిస్ వక్రీకరణకు దారితీయవచ్చు. ఉష్ణ వ్యాకోచం, పగుళ్లు, ద్రవీభవనం మరియు లాటిస్ స్ట్రెయిన్ అనేవి వీటిలో సాధారణంగా కనిపించే ఉష్ణ నష్ట యంత్రాంగాలు.లేజర్ మూలాలు.

అయితే, అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్‌ల విషయంలో, లేజర్ నుండి పదార్థపు లాటిస్‌కు ఉష్ణ బదిలీ జరిగే కాలమానం కంటే పల్స్ వ్యవధి వేగంగా ఉంటుంది, కాబట్టి లేజర్-ప్రేరిత నష్టానికి ఉష్ణ ప్రభావం ప్రధాన కారణం కాదు. దానికి బదులుగా, అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్ యొక్క గరిష్ట శక్తి, నష్ట యంత్రాంగాన్ని బహుళ-ఫోటాన్ శోషణ మరియు అయనీకరణం వంటి నాన్-లీనియర్ ప్రక్రియలుగా మారుస్తుంది. అందుకే, నష్టం యొక్క భౌతిక యంత్రాంగం భిన్నంగా ఉండటం వలన, ఒక నానోసెకండ్ పల్స్ యొక్క LDT రేటింగ్‌ను కేవలం ఒక అల్ట్రాఫాస్ట్ పల్స్ యొక్క రేటింగ్‌కు పరిమితం చేయడం సాధ్యం కాదు. అందువల్ల, ఒకే రకమైన వినియోగ పరిస్థితులలో (ఉదాహరణకు, తరంగదైర్ఘ్యం, పల్స్ వ్యవధి మరియు పునరావృత రేటు), తగినంత అధిక LDT రేటింగ్ ఉన్న ఆప్టికల్ పరికరమే మీ నిర్దిష్ట అనువర్తనానికి ఉత్తమమైనదిగా ఉంటుంది. విభిన్న పరిస్థితులలో పరీక్షించబడిన ఆప్టిక్స్, సిస్టమ్‌లోని అవే ఆప్టిక్స్ యొక్క వాస్తవ పనితీరుకు ప్రాతినిధ్యం వహించవు.

పటం 1: విభిన్న పల్స్ వ్యవధులతో లేజర్ ప్రేరిత నష్టం యొక్క యంత్రాంగాలు