ထူးခြားသော အလွန်မြန်ဆန်သော လေဆာ အပိုင်းတစ်

ထူးခြားသောအလွန်မြန်သော လေဆာအပိုင်းတစ်

အလွန်မြန်ဆန်သော ဂုဏ်သတ္တိများလေဆာများ
အလွန်မြန်သောလေဆာများ၏ အလွန်တိုတောင်းသော pulse duration သည် ဤစနစ်များကို long-pulse သို့မဟုတ် continuous-wave (CW) လေဆာများနှင့် ခွဲခြားသိမြင်နိုင်သော ထူးခြားသောဂုဏ်သတ္တိများကို ပေးစွမ်းသည်။ ထိုကဲ့သို့သော တိုတောင်းသော pulse တစ်ခုကို ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် ကျယ်ပြန့်သော spectrum bandwidth လိုအပ်သည်။ pulse shape နှင့် central wavelength သည် သတ်မှတ်ထားသော duration ၏ pulse များကို ထုတ်လုပ်ရန် လိုအပ်သော အနည်းဆုံး bandwidth ကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။ ပုံမှန်အားဖြင့် ဤဆက်နွယ်မှုကို time-bandwidth product (TBP) ဖြင့် ဖော်ပြထားပြီး ၎င်းသည် မသေချာမှုနိယာမမှ ဆင်းသက်လာသည်။ Gaussian pulse ၏ TBP ကို ​​အောက်ပါဖော်မြူလာဖြင့် ပေးထားသည်-TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ သည် pulse duration ဖြစ်ပြီး Δv သည် frequency bandwidth ဖြစ်သည်။ အနှစ်ချုပ်အားဖြင့်၊ ညီမျှခြင်းက spectrum bandwidth နှင့် pulse duration အကြား ပြောင်းပြန်ဆက်နွယ်မှုရှိကြောင်း ပြသထားပြီး၊ pulse ၏ duration လျော့ကျလာသည်နှင့်အမျှ ထို pulse ကိုထုတ်လုပ်ရန် လိုအပ်သော bandwidth တိုးလာသည်။ ပုံ ၁ တွင် မတူညီသော pulse duration အများအပြားကို ပံ့ပိုးပေးရန် အနည်းဆုံးလိုအပ်သော bandwidth ကို ဖော်ပြထားသည်။

ပုံ ၁: ပံ့ပိုးရန် လိုအပ်သော အနည်းဆုံး spectral bandwidthလေဆာလှိုင်းများ10 ps (အစိမ်းရောင်)၊ 500 fs (အပြာရောင်) နှင့် 50 fs (အနီရောင်)

အလွန်မြန်သောလေဆာများ၏ နည်းပညာဆိုင်ရာစိန်ခေါ်မှုများ
ultrafast laser များ၏ ကျယ်ပြန့်သော spectral bandwidth၊ peak power နှင့် short pulse duration တို့ကို သင့်စနစ်တွင် ကောင်းမွန်စွာ စီမံခန့်ခွဲရပါမည်။ မကြာခဏဆိုသလို၊ ဤစိန်ခေါ်မှုများအတွက် အရိုးရှင်းဆုံးဖြေရှင်းနည်းများထဲမှ တစ်ခုမှာ laser များ၏ broad spectrum output ဖြစ်သည်။ သင်သည် အတိတ်က ရှည်လျားသော pulse သို့မဟုတ် continuous-wave laser များကို အဓိကအားဖြင့် အသုံးပြုခဲ့ပါက၊ သင်၏ လက်ရှိ optical components များသည် ultrafast pulses များ၏ bandwidth အပြည့်အဝကို ထင်ဟပ်စေခြင်း သို့မဟုတ် ထုတ်လွှတ်နိုင်ခြင်း ရှိမည်မဟုတ်ပါ။

လေဆာပျက်စီးမှု ကန့်သတ်ချက်
အလွန်မြန်သော မှန်ဘီလူးများတွင်လည်း သမားရိုးကျ လေဆာရင်းမြစ်များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက လေဆာပျက်စီးမှု ကန့်သတ်ချက်များ (LDT) သိသိသာသာ ကွဲပြားပြီး သွားလာရခက်ခဲသည်။ မှန်ဘီလူးများကို ပံ့ပိုးပေးသည့်အခါနာနိုစက္ကန့် ပဲ့တင်ထပ် လေဆာများ, LDT တန်ဖိုးများသည် များသောအားဖြင့် 5-10 J/cm2 အစီအစဉ်တွင် ရှိသည်။ အလွန်မြန်ဆန်သော မှန်ဘီလူးများအတွက် ဤပမာဏ၏ တန်ဖိုးများသည် LDT တန်ဖိုးများသည် <1 J/cm2 အစီအစဉ်တွင် ဖြစ်နိုင်ခြေပိုများပြီး ပုံမှန်အားဖြင့် 0.3 J/cm2 နှင့် နီးစပ်သောကြောင့် မကြားဖူးပါ။ မတူညီသော pulse duration များအောက်တွင် LDT amplitude ၏ သိသာထင်ရှားသော ကွဲပြားမှုသည် pulse duration များအပေါ် အခြေခံသည့် လေဆာပျက်စီးမှုယန္တရား၏ ရလဒ်ဖြစ်သည်။ နာနိုစက္ကန့် လေဆာများ သို့မဟုတ် ပိုရှည်သော လေဆာများအတွက်ပဲ့တင်ထပ်သော လေဆာများပျက်စီးမှုဖြစ်စေသော အဓိကယန္တရားမှာ အပူပေးခြင်းဖြစ်သည်။ အပေါ်ယံလွှာနှင့် အောက်ခံပစ္စည်းများသည်အလင်းတန်းကိရိယာများဖြစ်ပေါ်နေသော ဖိုတွန်များကို စုပ်ယူပြီး အပူပေးပါ။ ၎င်းသည် ပစ္စည်း၏ ပုံဆောင်ခဲကွက်လပ်ကို ပုံပျက်စေနိုင်သည်။ အပူချဲ့ထွင်ခြင်း၊ အက်ကွဲခြင်း၊ အရည်ပျော်ခြင်းနှင့် ကွက်လပ်ဆန့်ခြင်းတို့သည် ဤအရာများ၏ အဖြစ်များသော အပူပျက်စီးမှု ယန္တရားများဖြစ်သည်။လေဆာရင်းမြစ်များ.

သို့သော်၊ အလွန်မြန်သောလေဆာများအတွက်၊ pulse duration ကိုယ်တိုင်က လေဆာမှ ပစ္စည်း lattice သို့ အပူလွှဲပြောင်းမှု၏ အချိန်အတိုင်းအတာထက် ပိုမြန်သောကြောင့် အပူအကျိုးသက်ရောက်မှုသည် လေဆာကြောင့်ဖြစ်ပေါ်လာသော ပျက်စီးမှု၏ အဓိကအကြောင်းရင်းမဟုတ်ပါ။ ယင်းအစား၊ အလွန်မြန်သောလေဆာ၏ အမြင့်ဆုံးပါဝါသည် ပျက်စီးမှုယန္တရားကို multi-photon absorption နှင့် ionization ကဲ့သို့သော nonlinear လုပ်ငန်းစဉ်များအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပေးသည်။ ထို့ကြောင့် ပျက်စီးမှု၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာယန္တရား မတူညီသောကြောင့် nanosecond pulse ၏ LDT အဆင့်သတ်မှတ်ချက်ကို အလွန်မြန်သော pulse သို့ ကျဉ်းမြောင်းအောင်ပြုလုပ်ရန် မဖြစ်နိုင်ပါ။ ထို့ကြောင့် အသုံးပြုမှုအခြေအနေများ (ဥပမာ၊ wavelength၊ pulse duration နှင့် repetition rate) တွင်၊ လုံလောက်သော LDT အဆင့်သတ်မှတ်ချက်မြင့်မားသော optical device သည် သင်၏သီးခြားအသုံးချမှုအတွက် အကောင်းဆုံး optical device ဖြစ်လိမ့်မည်။ မတူညီသောအခြေအနေများအောက်တွင် စမ်းသပ်ထားသော optics များသည် စနစ်တွင် တူညီသော optics ၏ တကယ့်စွမ်းဆောင်ရည်ကို ကိုယ်စားမပြုပါ။

ပုံ ၁: မတူညီသော pulse duration များဖြင့် လေဆာဖြင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ပျက်စီးမှု ယန္တရားများ