پارامترهای مهم لیزرهای فمتوثانیه

پارامترهای مهم لیزرهای فمتوثانیه

ارقام اصلی عملکرد لیزرهای فمتوسکند به شرح زیر است:

مدت زمان نبض

مدت زمان پالس (معمولاً به صورت عرض کامل در نصف حداکثر (FWHM) مشخص می شود) در بیشتر موارد ثابت است ، به عنوان مثال 100 fs یا 25 fs در برخی موارد ، در محدوده خاصی قابل تنظیم است.

میزان تکرار نبض

سرعت تکرار پالس از لیزر در بیشتر موارد ثابت است ، به طور معمول بین ده ها و صدها مگا هرتز ، گاهی اوقات چندین گیگا هرتز. اگر قابل تنظیم باشد ، معمولاً فقط در یک محدوده کوچک است.

میزان تکرار پالس خروجی ممکن است با یک انتخابگر پالس به شدت کاهش یابد ، تا 10 کیلوهرتز یا حتی کمتر. در اینجا ، شخص اساساً فقط هر پالس N را منتقل می کند ، و با تغییر دادن عدد N می توان میزان تکرار حاصل را در دامنه های بسیار گسترده (اما نه به طور مداوم) تغییر داد.

حالت پشت سر هم

بعضی از منابع می توانند انفجارهای قدرتمندی از پالس ها را با سرعت تکرار پالس نسبتاً بالا در یک انفجار تولید کنند. این می تواند برای برخی از برنامه ها مفید باشد ، به عنوان مثال در پردازش مواد لیزر ، از جمله ماشینکاری لیزر. در حالت ایده آل ، حداقل برخی از پارامترهای انفجار (به عنوان مثال تعداد پالس ها) را می توان به صورت انعطاف پذیر تنظیم کرد.

برای جزئیات بیشتر ، به مقاله لیزرهای حالت انفجار مراجعه کنید.

انرژی متوسط ​​و انرژی پالس

با فرض یک توالی ثابت از پالس ها با همان خصوصیات (که معمولاً برای چنین لیزرهایی صدق می کند) ، انرژی پالس صرفاً متوسط ​​توان خروجی تقسیم بر میزان تکرار پالس است.

طول موج مرکز

لیزرهای فمتوسکند با طول موج های مختلف مرکزی در دسترس هستند. غالباً ، طول موج مرکزی بین 1 میکرومتر تا 1.1 میکرومتر است ، جایی که می توان قدرتمندترین منابع لیزر را ایجاد کرد. با این حال ، منابع تقویت شده نیز می توانند بسیار قدرتمند باشند به عنوان مثال در منطقه 1.5 میکرومتر یا 2 میکرومتر.

در برخی موارد ، تبدیل فرکانس غیر خطی برای رسیدن به مناطق دیگر طول موج ، به عنوان مثال استفاده می شود. نور مرئی یا فرابنفش با دو برابر شدن فرکانس.

پهنای باند نوری و محصول پهنای باند زمان

پهنای باند طیفی برای چنین مدت پالس کوتاه قابل توجه است - اغلب دهها نانومتر ، حتی گاهی صدها نانومتر.

محصول پهنای باند زمان (TBP) نشان می دهد که آیا عرض طیفی بیشتر از حد ضروری برای مدت زمان پالس داده شده است.

کیفیت پالس شامل جنبه های دیگری مانند جزئیات شکل نبض زمانی و طیفی ، مانند وجود پایه های زمانی یا طیفی یا لوب های کناری و ثبات پارامترهای نبض است. از این لحاظ ، لیزرهای مختلف فمتوسکند می توانند تفاوت زیادی داشته باشند.

نوع خروجی

خروجی لیزر را می توان به فضای آزاد منتقل کرد (معمولاً به عنوان پرتو جمع شده) ، به عنوان مثال. از طریق برخی از پنجره های نوری در محفظه. سایر دستگاه ها دارای اتصال فیبر برای اتصال کابل فیبر هستند.

به طور کلی ، تحویل فیبر پالس های فمتوسکند به دلیل پراکندگی رنگی قابل توجه و به ویژه غیرخطی بودن فیبر ، مسئله ساز تلقی می شود. با این حال ، راه حل هایی برای این مشکلات ، به ویژه الیاف هسته توخالی که امکان انتقال با حداقل اثرات غیرخطی و احتمالاً علاوه بر آن با خواص پراکندگی متناسب را فراهم می کند ، توسعه یافته است. همچنین ممکن است جبران پراکندگی قبل یا بعد از کابل فیبر اعمال شود.

جنبه های دیگر

جنبه های اضافی مختلفی وجود دارد که می تواند برای برنامه ها مهم باشد:

بسیاری از لیزرهای فمتوسکند یک قطبش خطی پایدار از خروجی را ارائه می دهند ، در حالی که دیگران با حالت قطبش تعریف نشده ساطع می کنند. اگر انتشار قطبی باشد ، می توان این حالت را به حالت های قطبی دیگر تبدیل کرد ، به عنوان مثال برای دستیابی به قطبش شعاعی ، با استفاده از اپتیک مناسب.

خصوصیات نویز می تواند به شدت بین انواع مختلف و مدلهای لیزر فمتوسکند متفاوت باشد. این شامل سر و صدا از زمان پالس (j زمان لرزش زمان) ، انرژی پالس (noise سر و صدای شدت) ، و انواع مختلف سر و صدا فاز. همچنین ممکن است بررسی پایداری پارامترهای نبض از جمله حساسیت تأثیرات خارجی مانند ارتعاشات مکانیکی یا بازخورد نوری مهم باشد.

بعضی از لیزرها برای ایجاد ثبات در میزان تکرار پالس به یک مرجع خارجی یا تنظیم تنظیم طول موج خروجی ، ابزار داخلی دارند.

ویژگی های داخلی برای نظارت بر توان خروجی ، طول موج یا مدت زمان پالس می تواند مناسب باشد.

از جنبه های دیگر مورد توجه بالقوه می توان به اندازه محفظه ، مصرف برق ، نیازهای خنک کننده و رابط های همگام سازی یا کنترل رایانه اشاره کرد.

جدا از این جنبه های لیزر ، کیفیت مواد مستند ، مانند مشخصات محصول ، کتابچه راهنمای کاربر و غیره ، می تواند مورد توجه باشد.