Einstaktofurhraður leysirfyrsta hluti
Einstakir eiginleikar ofurhraðaleysir
Ofurstuttur púlslengd hraðvirkra leysigeisla gefur þessum kerfum einstaka eiginleika sem aðgreina þau frá langpúls- eða samfelldri bylgjuleysi (CW). Til að mynda svona stuttan púls þarf breitt bandvíddarsvið. Púlsformið og miðbylgjulengdin ákvarða lágmarksbandvíddina sem þarf til að mynda púlsa af tiltekinni lengd. Venjulega er þessu sambandi lýst með tímabandvíddarmargfeldi (TBP), sem er dregið af óvissureglunni. TBP Gauss-púlsins er gefið með eftirfarandi formúlu: TBPGaussian=ΔτΔν≈0,441
Δτ er púlslengdin og Δv er tíðnibandvíddin. Í raun sýnir jafnan að það er öfugt samband milli litrófsbandvíddar og púlslengdar, sem þýðir að þegar lengd púlsins minnkar, eykst bandvíddin sem þarf til að mynda hann. Mynd 1 sýnir lágmarksbandvíddina sem þarf til að styðja við nokkrar mismunandi púlslengdir.
Mynd 1: Lágmarks litrófsbandvídd sem þarf til að styðjaleysigeislapúlsaraf 10 ps (grænt), 500 fs (blátt) og 50 fs (rautt)
Tæknilegar áskoranir ofurhraðra leysigeisla
Breitt litrófsbandvídd, hámarksafl og stutt púlslengd ofurhraðra leysigeisla verður að vera rétt stjórnað í kerfinu þínu. Oft er ein einfaldasta lausnin á þessum áskorunum breitt litrófsúttak leysigeisla. Ef þú hefur aðallega notað lengri púlsa eða samfellda bylgjuleysigeisla áður, gæti núverandi birgðir af ljósfræðilegum íhlutum ekki getað endurvarpað eða sent alla bandvídd ofurhraðra púlsa.
Þröskuldur leysigeislaskemmda
Ofurhraðvirk leysigeislagjafar hafa einnig verulega aðra og erfiðari skoðunarhæfni til að sigla yfir leysigeislaskemmdaþröskulda (LDT) samanborið við hefðbundnari leysigeislagjafa. Þegar leysigeislar eru notaðir fyrirnanósekúndupúlsleysir, LDT gildi eru venjulega á bilinu 5-10 J/cm2. Fyrir ofurhraða ljósfræði eru gildi af þessari stærðargráðu nánast óþekkt, þar sem LDT gildi eru líklegri til að vera á bilinu <1 J/cm2, venjulega nær 0,3 J/cm2. Mikilvægur munur á LDT sveifluvídd við mismunandi púlslengdir er afleiðing af leysigeislaskemmdum sem byggjast á púlslengd. Fyrir nanósekúnduleysigeisla eða lengripúlsaðir leysir, helsta orsök skemmda er varmaupphitun. Húðun og undirlagsefnisjóntækitaka í sig innfallandi ljóseindir og hita þær. Þetta getur leitt til afmyndunar á kristalgrind efnisins. Varmaþensla, sprungur, bráðnun og grindarspenna eru algengustu varmaskemmdaferli þessaraleysigeislagjafar.
Hins vegar, fyrir ofurhraðvirka leysigeisla, er púlslengdin sjálf hraðari en tímakvarðinn sem varmaflutningurinn frá leysigeislanum yfir í efnisgrindina, þannig að hitaáhrifin eru ekki aðalástæðan fyrir skemmdum af völdum leysigeislans. Þess í stað umbreytir hámarksafl ofurhraðvirka leysigeislans skemmdaferlinu í ólínuleg ferli eins og fjölfótónagleypni og jónun. Þess vegna er ekki hægt að einfaldlega þrengja LDT-einkunn nanósekúndupúls að ofurhröðum púlsi, því eðlisfræðilegur ferill skemmda er ólíkur. Þess vegna, við sömu notkunarskilyrði (td bylgjulengd, púlslengd og endurtekningartíðni), verður ljósleiðari með nægilega háa LDT-einkunn besta ljósleiðarinn fyrir þína tilteknu notkun. Ljósleiðir sem prófaðar eru við mismunandi aðstæður eru ekki dæmigerðar fyrir raunverulega frammistöðu sömu ljósleiðara í kerfinu.
Mynd 1: Verkunarháttur leysigeislaskemmda með mismunandi púlslengd
Birtingartími: 24. júní 2024