کاربردهای لیزر فمتوثانیه

کاربردهای لیزر فمتوثانیه

طیف گسترده ای از کاربردهای لیزر فمتوسکند ، بهره برداری از خصوصیات کاملاً متفاوت پالس ها است. در ادامه چند نمونه معمولی آورده ایم.

پردازش مواد لیزری

سیستم های لیزر فمتوسکند در پردازش مواد لیزر کاربردهای مهمی دارند. پالس های پیکو ثانیه و فمتوسکند به طور قابل توجهی قدرت اوج بیشتری نسبت به پالس های نانو ثانیه با همان انرژی پالس دارند. بنابراین ، مواد می توانند حتی سریعتر تبخیر شوند ، که این امکان را برای بهبود بیشتر کیفیت پردازش در شرایط مختلف فراهم می کند. با این حال ، پالس های فمتوسکند لزوماً بهتر از پالس های پیکو ثانیه نیستند ، به ویژه اگر مدت زمان آن در کمتر از زمان جفت شدن الکترون-فونون باشد.  

جنبه دیگر این است که شدت نوری بسیار زیاد قابل دستیابی با پالس های ثانیه ثانیه منجر به اثرات غیرخطی می شود که می تواند مورد استفاده قرار گیرد. به طور خاص ، چنین تشعشعات لیزری حتی در مواد شفاف مانند لیوان ها یا کریستال ها نیز قابل جذب هستند ، زیرا جذب چند فوتونی (به دنبال آن یونیزاسیون بهمن) به اندازه کافی قوی می شود: بنابراین چنین مواد دیگر برای تابش لیزر شفاف نیستند. در این حوزه ، مدت زمان پالس فمتوسکند می تواند ترجیح داده شود یا حتی ضروری باشد.

بنابراین می توان از لیزرهای فمتوسکند برای طیف گسترده ای از مواد برای پردازش استفاده کرد ، از جمله فلزات ، پلیمرها (پلاستیک ها) ، لیوان ها و دی الکتریک های بلوری (حتی الماس) ، سرامیک ها و نیمه هادی ها. اغلب ، حتی می توان از دستگاه لیزر یکسانی برای پردازش مواد بسیار متفاوت استفاده کرد.

برنامه های پزشکی

از لیزرهای فمتوسکند در زمینه های کاربرد پزشکی ، عمدتا برای جراحی لیزر استفاده می شود. به عنوان مثال ، امروزه استفاده از پالس های فمتوسکند برای جراحی چشم (اصلاح بینایی) معمول است ، به عنوان مثال به صورت جراحی فاستو-لیزیک یا آب مروارید. این منطقه دیگری است که در آن مدت زمان پالس بسیار کوتاه مفید است.

سایر کاربردهای پزشکی شامل لیزر فمتوسکند برای اهداف تشخیصی است. روش های میکروسکوپ لیزری (به زیر مراجعه کنید) به ویژه در این زمینه مرتبط است.

میکروسکوپ لیزری

لیزرهای فمتوسکند نیز برای میکروسکوپ لیزری بسیار مهم شده اند ، به عنوان مثال به صورت میکروسکوپ فلورسانس. در اینجا ، یکی غالباً از تحریک چند فوتونی (براساس جذب مولتی فوتون) استفاده می کند ، جایی که مدت زمان پالس بسیار کوتاه کاملاً سودمند است. همچنین می توان از پراکندگی رامان تحریک شده (طیف سنجی SRS) استفاده کرد.

اندازه گیری ها

پالس های لیزر فمتوسکند برای طیف وسیعی از اندازه گیری ها مفید هستند. به عنوان مثال ، آنها برای ساعتهای نوری مدرن ضروری هستند ، هم به عنوان یک مرجع فرکانس بسیار پایدار و هم به عنوان یک ساعت ساز نوری ایجاد یک پیوند منسجم فاز بین بسیاری از فرکانسهای نوری مختلف و فرکانسهای مایکروویو.

همچنین برنامه های اندازه گیری بسیار متفاوتی مانند اندازه گیری فاصله با LIDAR ، در تداخل سنجی و اندازه گیری پروب پمپ وجود دارد. روش دوم به شما امکان می دهد فرآیندهای فوق سریع ، به عنوان مثال در شیمی ، از جمله بیوشیمی را بررسی کند.

مخابرات

در حوزه ارتباطات فیبر نوری [4] ، از لیزرهای فمتوسکند می توان به روش های مختلفی استفاده کرد. به عنوان مثال ، می توان با برش طیفی پالس های فمتوسکند پهنای باند ، مالتی پلکسینگ تقسیم طول موج متراکم (DWDM) را با تعداد کانال بسیار بزرگ (گاهی اوقات> 1000) تحقق بخشید. با استفاده از مالتی پلکسینگ تقسیم زمان علاوه بر این ، می توان به نرخ بیت بسیار بالای> 1 Tbit / s دست یافت.