Bagian laser ultra cepat yang unik satu

Uniklaser ultra cepatbagian satu

Sifat unik ultrafastlaser
Durasi pulsa ultra-pendek dari laser ultra-cepat memberikan sistem ini sifat-sifat unik yang membedakannya dari laser pulsa panjang atau gelombang kontinu (CW). Untuk menghasilkan pulsa sesingkat itu, diperlukan lebar pita spektrum yang lebar. Bentuk pulsa dan panjang gelombang pusat menentukan lebar pita minimum yang diperlukan untuk menghasilkan pulsa dengan durasi tertentu. Biasanya, hubungan ini dijelaskan dalam bentuk produk waktu-lebar pita (TBP), yang diturunkan dari prinsip ketidakpastian. TBP pulsa Gaussian diberikan oleh rumus berikut: TBP Gaussian = ΔτΔν ≈ 0,441
Δτ adalah durasi pulsa dan Δv adalah lebar pita frekuensi. Intinya, persamaan tersebut menunjukkan bahwa terdapat hubungan terbalik antara lebar pita spektrum dan durasi pulsa, yang berarti bahwa seiring berkurangnya durasi pulsa, lebar pita yang dibutuhkan untuk menghasilkan pulsa tersebut meningkat. Gambar 1 mengilustrasikan lebar pita minimum yang dibutuhkan untuk mendukung beberapa durasi pulsa yang berbeda.

Gambar 1: Lebar pita spektral minimum yang diperlukan untuk mendukungpulsa laserdari 10 ps (hijau), 500 fs (biru), dan 50 fs (merah)

Tantangan teknis laser ultra cepat
Bandwidth spektral yang lebar, daya puncak, dan durasi pulsa yang pendek dari laser ultra cepat harus dikelola dengan baik dalam sistem Anda. Seringkali, salah satu solusi paling sederhana untuk tantangan ini adalah keluaran spektrum laser yang luas. Jika sebelumnya Anda terutama menggunakan laser pulsa panjang atau gelombang kontinu, komponen optik yang Anda miliki mungkin tidak dapat memantulkan atau mentransmisikan bandwidth penuh pulsa ultra cepat.

Ambang batas kerusakan laser
Optik ultra cepat juga memiliki ambang batas kerusakan laser (LDT) yang jauh berbeda dan lebih sulit dinavigasi dibandingkan dengan sumber laser yang lebih konvensional. Ketika optik disediakan untuklaser berdenyut nanodetikNilai LDT biasanya berkisar antara 5-10 J/cm². Untuk optik ultracepat, nilai sebesar ini praktis tidak pernah terdengar, karena nilai LDT cenderung berada pada kisaran <1 J/cm², biasanya mendekati 0,3 J/cm². Variasi amplitudo LDT yang signifikan pada durasi pulsa yang berbeda merupakan hasil dari mekanisme kerusakan laser berdasarkan durasi pulsa. Untuk laser nanodetik atau lebih lama,laser berdenyutMekanisme utama yang menyebabkan kerusakan adalah pemanasan termal. Bahan pelapis dan substratperangkat optikmenyerap foton yang datang dan memanaskannya. Hal ini dapat menyebabkan distorsi kisi kristal material. Ekspansi termal, retak, pelelehan, dan regangan kisi merupakan mekanisme kerusakan termal yang umum terjadi pada material ini.sumber laser.

Namun, untuk laser ultra cepat, durasi pulsa itu sendiri lebih cepat daripada skala waktu perpindahan panas dari laser ke kisi material, sehingga efek termal bukanlah penyebab utama kerusakan yang disebabkan oleh laser. Sebaliknya, daya puncak laser ultra cepat mengubah mekanisme kerusakan menjadi proses nonlinier seperti penyerapan dan ionisasi multi-foton. Inilah sebabnya mengapa tidak mungkin untuk hanya mempersempit peringkat LDT dari pulsa nanodetik menjadi pulsa ultra cepat, karena mekanisme fisik kerusakannya berbeda. Oleh karena itu, dalam kondisi penggunaan yang sama (misalnya, panjang gelombang, durasi pulsa, dan laju pengulangan), perangkat optik dengan peringkat LDT yang cukup tinggi akan menjadi perangkat optik terbaik untuk aplikasi spesifik Anda. Optik yang diuji dalam kondisi yang berbeda tidak mewakili kinerja sebenarnya dari optik yang sama dalam sistem.

Gambar 1: Mekanisme kerusakan yang disebabkan oleh laser dengan durasi pulsa yang berbeda