Isku-dhafan oo adag dhammaan gobolka-adag ee dhexda-infrared (MIR) laser at 6.45 um oo leh celceliska wax soo saarka sare iyo tayada iftiinka Gaussian u dhow ayaa lagu muujiyay. kHz waxaa lagu gaaraa iyadoo la isticmaalayo a ZnGeP2 (ZGP) oscillator parametric oscillator (OPO) .Tani waa celceliska awooda ugu sareysa 6.45 um ee laser-goboleed kasta sida ugu fiican ee aqoontayada.Celceliska qodobka tayada alwaaxdu waxa lagu qiyaasaa inuu yahay M2=1.19.
Waxaa intaa dheer, xasiloonida awoodda wax soo saarka sare ayaa la xaqiijiyay, iyadoo koronto ah oo ka yar 1.35%rms in ka badan 2 h, iyo laserku wuxuu u shaqeyn karaa si wax ku ool ah in ka badan 500 h guud ahaan. Isticmaalka garaaca wadnaha 6.45 sida il shucaac ah, ablation of xayawaanka Waxaa intaa dheer, waxyeelada dammaanadda ah ayaa si aragti ahaan loo falanqeeyay markii ugu horeysay, ilaa inta aan ognahay, natiijadu waxay tilmaamaysaa in leysarka MIR uu leeyahay awood aad u fiican, taas oo ka dhigaysa beddelka suurtagalka ah ee leysarka elektaroonigga ah ee bilaashka ah.©2022 Kooxda Daabacaada ee Optica

https://doi.org/10.1364/OL.446336

Mid-infrared (MIR) 6.45 um laser shucaaca ayaa leh codsiyada suurtagalka ah ee goobaha daawada saxda ah ee saxda ah sababtoo ah faa'iidooyinka heerka ablation ee la taaban karo iyo dhaawac yar oo dammaanad ah. Laser-ka Raman, iyo lasers-state adag oo ku salaysan paramet-ric oscillator (OPO) ama jiilka soo noqnoqda kala duwanaanshaha (DFG) ayaa caadi ahaan loo isticmaalaa ilaha laser 6.45. Si kastaba ha ahaatee, qiimaha sare, cabbirka weyn, iyo qaabka adag ee FELs ayaa xaddidaya Laysarka uumiga Strontium iyo gaaska Raman lasers waxay heli karaan kooxaha bartilmaameedka ah, laakiin labaduba waxay leeyihiin xasillooni liidata, ser-gaaban
Cilmi-baaristu waxay muujisay in 6.45 um lasers-state adag ay soo saaraan da' yar oo biyo-xireen ah oo kuleyl ah oo ku jira unugyada noolaha iyo in qoto-dheeraadkoodu uu ka qoto dheer yahay kuwa FEL ee isla xaaladaha, taas oo xaqiijisay inay awoodaan. loo isticmaalo beddelka waxtarka leh ee FELs ee nudaha noolaha ee nudaha noole 【2】. Intaa waxaa dheer, laser-state-adag waxay leeyihiin faa'iidooyinka qaab dhismeed is haysta, xasillooni wanaagsan, iyo

hawlgalka miiska dushiisa, iyaga oo ka dhigaya qalab rajo leh si ay u helaan isha iftiinka a6.45μn.Sida la wada ogsoon yahay, crystals infrared-ka aan tooska ahayn waxay door muhiim ah ka ciyaaraan habka beddelka soo noqnoqda ee loo isticmaalo si loo gaaro waxqabadka sare ee lasers MIR. Ku habboon soo saarista laser-ka MIR. Kiristaamadan waxaa ka mid ah inta badan chalcogenides, sida AgGaS2 (AGS), 3,41, LiInS2 (LIS), LilnSe2 iyo BaGaSe (BGse) 10-12 Tusaale ahaan, shucaaca MIR waxaa lagu heli karaa iyadoo la isticmaalayo CSP-OPOs. Si kastaba ha ahaatee, inta badan CSP-OPOs waxay ku shaqeeyaan at ultrashort (pico-iyo femtosecond) wakhtiga cabirka iyo si synchronously bamgareeyay by qiyaastii 1 um mode-laser- quful ah. Nidaamyada SPOPO) waxay leeyihiin qalab isku dhafan oo qaali ah. Awoodooda celceliska ah waxay sidoo kale ka hooseeyaan 100 mW agagaarka 6.45 um【13-16】Shold (60MW/cm2) , Heerkul sare oo heerkul sare ah (0.36 W/cm K) iyo isbarbar dhig aan toos ahayn (75pm/V) Codsiyada tamarta 【18-221.Tusaale ahaan, dalool fidsan ZGP-OPO oo kala duwan hagaajinta 3.8-12.4 um bamgarayn 2.93 um laser ayaa la muujiyay.Tamar hal-pulse ugu badnaan ee iftiinka aan shaqayn ee 6.6 um ahaa 1.2 mJ 【201. Waayo, mawjada gaarka ah ee 6.45 um, maxi-mum hal-pulse energy of 5.67 mJ at a noqnoqoshada soo noqnoqda 100 Hz ayaa la gaadhay iyadoo la isticmaalayo giraanta OPO ah non-planar ah oo ku salaysan a crystal ZGP ah. inta jeer ee 200Hz, celceliska awoodda wax soo saarka ee 0.95 W ayaa la gaarey 【221. Ilaa hadda sida aan ka warqabno, tani waa awooda ugu sareysa ee lagu gaaro 6.45 um.Daraasadaha jira waxay soo jeedinayaan in celceliska awoodda celceliska sare ay lagama maarmaan u tahay nudaha wax ku oolka ah ee nudaha 【23】. Sidaa darteed, horumarinta awoodda sare ee awoodda sare ee 6.45 um laser waxay noqon doontaa mid muhiimad weyn u leh kor u qaadida daawada noolaha.Warqadan, waxaan ku soo gudbineynaa sahlan, isku dhafan dhammaan-state MIR 6.45 um laser kaas oo leh celceliska awoodda wax soo saarka oo sarreeya oo ku salaysan ZGP-OPO oo lagu shubay nanosecond (ns) -pulse 2.09 um

laser.Awoodda celceliska ugu badnaan ee 6.45 um laser waa ilaa 1.53 W oo leh ballac garaaca garaaca ah oo ku dhawaad ​​42ns ee soo noqnoqda ee 10 kHz, oo waxa uu leeyahay tayo sare oo tayo sare leh. Shaqadani waxay muujinaysaa in leysku yahay hab wax ku ool ah oo loogu talagalay nuugista dhabta ah ee nudaha, maadaama uu u dhaqmo sida maqaarka leysarka.Habka tijaabada ah waxaa lagu sawiray Fig.1.ZGP-OPO waxaa lagu shubaa guri lagu sameeyay LD-pumped 2.09 um Ho:YAG laser kaas oo bixiya 28 W celceliska awoodda 10 kHz FWHM) iyo celceliska tayada beam M2 ee qiyaastii 1.7.MI iyo M2 waa laba muraayadood oo 45 ah oo leh dahaarka si aad ah uga muuqda 2.09 um. Muraayadahani waxay awood u siinayaan xakamaynta jihada bamka bamka. Laba lenses diiradda saaraya （f1 = 100mm ,f2=100 mm) waxa lagu dabaqaa isku-xidhka alwaax leh dhexroor alwaax ah oo ku saabsan 3.5 mm ee crystal ZGP (HWP) at 2.09 um waxaa loo isticmaalaa in lagu xakameeyo polarization ee iftiinka bamka.M3 iyo M4 waa muraayadaha godka OPO, oo leh CaF2 siman loo isticmaalo sida walxaha substrate. The hore M3 waa anti-milicsiga dahaarka leh (98%) loogu talagalay bamka. Laydhka iyo milicsiga sare ee dahaarka leh (98%) ee 6.45 um idler iyo 3.09 um hirarka signalkaum iyo 3.09 um waxayna ogolanaysaa gudbinta qayb ahaan 6.45 um idler.crystal ZGP waxaa la gooyaa at6-77.6°andp=45° nooca-JⅡ wejiga u dhigma 【2090.0 (o) 6450.0 (o) + 3091.9 (e) linewidth marka la barbar dhigo nooca-I wejiga u dhigma.The cabbir ee crystal ZGP waa 5mm x 6 mm x 25 mm, oo waa la safeeyey iyo anti-milicsiga dahaarka leh ee labada weji ee dhamaadka saddexda mawjadaha kor ku xusan.Waxa lagu duudduubay in bireed indium iyo lagu hagaajiyay saxanka kulaylka naxaasta leh ee qaboojinta biyaha (T=16) Habka -on-I 【17】. Heerka dhaawaca ee crystal ZGP waxaa lagu qiyaasay 0.11 J / cm2 at 10 kHz.in tijaabada, oo u dhiganta cufnaanta ugu sarreysa ee 1.4 MW / cm2, taas oo hooseysa sababtoo ah tayada dahaarka xad liidata.Awoodda wax-soo-saarka iftiinka aan shaqaynayn waxaa lagu cabbiraa mitir tamar (D, OPHIR, 1 uW ilaa 3 W) hel awood wax soo saar sare leh oo ah 6.45 um, waxaanu kor u qaadaa-mize naqshadeynta xuduudaha OPO. jilitaanka tirada waxaa lagu fuliyaa iyadoo lagu saleynayo aragtida isku-dhafka saddexda-wave iyo faafinta paraxial 【24,25】；in jilitaanka, waxaan Shaqaalayso cabbirrada u dhigma shuruudaha tijaabada oo u qaad garaaca garaaca wadnaha Gaussian ee meel bannaan iyo waqti. Xiriirka ka dhexeeya muraayadda wax soo saarka OPO

gudbinta, xoojinta awoodda bamka, iyo waxtarka wax-soo-saarka ayaa lagu wanaajiyaa iyada oo la adeegsanayo cufnaanta bamka bamka ee godka si loo gaaro awoodda wax soo saarka sare iyada oo isla mar ahaantaana laga fogaado waxyeellada crystal ZGP iyo walxaha indhaha. W ee hawlgalka ZGP-OPO.Natiijooyinka la ekeeyey waxay muujinayaan in la isticmaalo isku-xidhaha wax-soo-saarka ugu wanaagsan oo leh gudbinta 50%, cufnaanta ugu sarreysa ee awoodda ugu sarreysa waa 2.6 x 10 W/cm2 oo keliya gudaha ZGP-ga, iyo celceliska awoodda wax-soo-saarka in ka badan 1.5 W ayaa la heli karaa Awoodda bamka shilitaankaf ku dhawaad ​​8.20% iyo isbedbeddelka quantum oo ah 25.31% . Badbaadada muddada dheer, laysarka waxa lagu shaqeeyaa meel u dhow 70% awoodda ugu badan ee la saaro waxaa lagu muujiyay inset (a) ee Jaantuska waxaa lagu qiyaasaa halkii laga heli lahaa shaqo la'aanta sababtoo ah mawjadda dhererka xaddidan ee spectrometer-ka (APE,1.5-6.3 um) loo isticmaalo tijaabadayada Inset (b) ee sawirka 3waa 41.18% cidhiidhi ah 6.45 um idler marka la barbar dhigo garaaca garaaca 2.09 um sababtoo ah faa'iidada ku meel gaadhka ah ee yaraynta habka beddelka soo noqnoqda ee aan tooska ahayn. Natiijo ahaan, awoodda ugu sarreysa ee garaaca wadnaha ee u dhiganta waa 3.56kW. 6.45 um idler waxaa lagu cabbiraa laydhka laysarka

analyzer (Spiricon, M2-200-PIII) at 1 W ee awoodda wax soo saarka, sida ku cad Fig.4.Qiimaha la qiyaasay ee M2 iyo M, 2 waa 1.32 iyo 1.06 oo ay weheliyaan dhidibka x iyo dhidibka y, siday u kala horreeyaan, u dhiganta celceliska tayada tayada alwaax ee M2 = 1.19. Cayayaanka Fig.4 wuxuu muujinayaa laba-geesoodka (2D) xoojinta xajmiga, kaas oo leh hab u dhow Gaussian. Tijaabo caddaynta mabda'a ah oo ku lug leh ka-saarista laysarka ee maskaxda doofaarka ayaa la sameeyaa. f=50 lens ayaa la isticmaalayaa si uu diiradda u saaro 6.45 garaaca garaaca wadnaha ilaa dhexda dhexda oo qiyaastii 0.75 mm ah. Booska laga saaro unugyada maskaxda doofaarka Waxaa lagu dhejiyaa diiradda laydhka laysarka. Heerkulka dusha sare (T) ee unugyada noolaha sida shaqada goobta shucaaca r waxaa lagu qiyaasaa heerkulbeeg (FLIR A615) si isku mid ah inta lagu jiro habka ablation. Muddada iftiinka iftiinka waa 1 ,2,4,6,10,iyo 20 s ee awooda leysarka ee I W03,1.91,3.05,iyo 4.14 mm oo ay weheliyaan jihada radial marka loo eego barta dhexe ee booska shucaaca, sida ku cad sawirka 5. Labajibbaaranyadu waa xogta heerkulka la qiyaasay. Waxaa laga helaa Fig.5 in heerkulka dusha sare at booska ablation on nudaha waxay kordhisaa muddada sii kordheysa ee irradiation. Heerkulka ugu sarreeya T ee barta dhexe r = 0 waa 132.39,160.32,196.34.

205.57,206.95, iyo 226.05C ee muddada shucaaca ee 1,2,4,6,10,iyo 20 s, siday u kala horreeyaan.Si loo falanqeeyo dhaawaca dammaanadda ah, qaybinta heerkulka dusha sare ee nudaha la tirtiray ayaa la sawiray.Tani waxaa lagu fuliyaa si waafaqsan Aragtida conduction thermal for bayooloji tissue126】 iyo aragtida faafinta laysarka in nudaha noolaha 【27】 la isku daraa xuduudaha indhaha ee maskaxda porcine 1281.
Jilitaanka waxaa lagu sameeyaa iyada oo loo maleynayo in la soo galiyay Gaussian beam. Maadaama unugyada noolaha ee loo isticmaalo shaybaarka ay yihiin unug maskaxeed oo go'doonsan, saameynta dhiigga iyo dheef-shiid kiimikaadka heerkulka waa la iska indhatiray, iyo unugyada maskaxda ee porcine waa la fududeeyay qaabka dhululubo loogu talagalay jilitaanka.Xirmooyinka loo isticmaalo jilitaanka ayaa lagu soo koobay Shaxda 1. Qalloocyada adag ee lagu muujiyay Fig.5 waa qaybinta heerkulka shucaaca ee la isku qurxiyo iyada oo la tixgelinayo xarunta ablation ee dusha unugyada ee lixda kala duwan ee irradiation. durations.Waxay soo bandhigaan heerkulbeegga Gaussian oo ka soo jeeda bartamaha ilaa xuubka. Waxay caddaynaysaa Fig.5 in xogta tijaabada ah ay si fiican u socoto natiijooyinka la isku daray. Booska ablation-ku wuu kordhiyaa marka muddada irradia-tion ay korodho shucaac kasta. Cilmi-baaris hore ayaa muujisay in unugyada unuggu ay si fiican u ammaan yihiin heerkulka hoose55C, taas oo macnaheedu yahay in unugyadu ay ku sii nagaadaan aagagga cagaaran (T <55C) ee qalloocyada ku yaal Fig.5. Aagga jaalaha ah ee kasta60C). 10, iyo 20s, halka radi ablation-ka la ekaysiiyay atT = 55C waa 0.805,0.908,1.037,1.134,1.271,iyo 1.456 mm, siday u kala horreeyaan. 2.394,3.098,3.604,4.509, and5.845 mm2 for 1,2,4,6,10, and 20s of irradiation, siday u kala horeeyaan iyo 0.027 mm2. Waxaa la arki karaa in aagagga ciribtirka laysarka iyo aagagga waxyeellada dammaanadda ay kordhiyaan muddada shucaaca. si ay u noqdaan 8.17%,8.18%,9.06%,12.11%,12.56%,iyo 13.94% wakhtiyada kala duwan ee irradiation,taas oo ka dhigan in dhaawaca damiin ah ee unugyo la tirtiray uu yar yahay.Sidaa darteed, tijaabo dhamaystiranNatiijooyinka jilitaanka waxay muujinayaan in isafgaradkan, awoodda sare, dhammaan-adag-gobolka 6.45 um ZGP-OPO laser ay bixiso wax ku ool ah nudaha noolaha. Gebogebadii, waxaan muujinnay is haysta, awood sare, dhammaan-gobolka adag. MIR pulsed 6.45 um laser isha ku salaysan habka ns ZGP-OPO.A celceliska awoodda ugu badan ee 1.53 W ayaa lagu helay awoodda ugu sarreysa ee 3.65kW iyo celceliska tayada iftiinka ee M2=1.19.Isticmaalka 6.45 um MIR shucaaca,a Tijaabada caddaynta-mabda'a ah ee nudaha laser-ka ee nudaha ayaa la sameeyay. Qaybinta heerkulka dusha sare ee nudaha la jeexay ayaa si tijaabo ah loo cabbiray oo simu-lated ah. Natiijooyinkani waxay xaqiijinayaan in miiskayaga MIR pulse laser oo ah 6.45 um uu bixiyo wax ku ool ah nuugista bayoolojiga waxayna leedahay awood weyn oo ay ku noqoto qalab wax ku ool ah oo ku saabsan sayniska caafimaadka iyo bayoolojiga, maadaama ay bedeli karto FEL weyn sidamaqaarka laysarka.