Co je to laser Ultrashort Pulse?

Laser Ultrashort Pulse je obecný název pro jakýkoli typ laseru, který produkuje impulsy nebo prasknutí koherentního světla v extrémně krátkých časových obdobích, obvykle měřeno v pikosekundách nebo femtosekundách. Picosekunda je jedna bilionta sekundy a femtosekunda je 1 000krát kratší než pikosekunda nebo jedna kvadrilionth sekundy. Tyto rychlosti přepínání pro laser Ultrashort Pulse mu umožňují překonat některé degradační účinky, se kterými se normální non-pulzní lasery setkávají. To jim dává aplikace ve vojenské technologii, datové komunikaci a v lékařské vědě, jako je zabíjení virů v těle prostřednictvím vnější léčby laserem, aniž by poškodilo normální živou tkáň. Tato technologie je vedena k vytvoření laseru Ultrashort Pulse v Attosekundové řadě, který by měl PULSE, které se vyskytly 1 000krát rychleji než femtosekundový laser, nebo jednou každý Quintillionth vteřiny. Attosekundové lasery by umožnily vědcům sledovat pohyb elektronů kolem atomových jádra v reálném čase, což by pomohlo jak při výzkumu a vývoji chemie.

Zatímco časné lasery byly založeny na generování paprsků koherentního světla pomocí rubínových krystalů, femtosekundové lasery používají oxid hliníku dotovaný titanem, což je typ modrozeleného safíru poprvé za tímto účelem. Typická pulzní energie z takových 20 femtosekundových laserů je asi 3 nanojouly na puls nebo tři miliardy joule. Protože se jedná o extrémně malé množství energie, paprsek je zesílen pomocí externího zdroje záření. Materiály v pevném stavu se ukázaly jako nejlepší zesilovače, přičemž Ytterbium Glass je nejúčinnější a zesiluje puls až 100 joulů na čtvercové cenTimetr. Včasné pokusy používající barviva nebo neodymium: Yttrium hliníkové granátové krystaly zvýšily energii pulsu z 1 milijoule na 0,5 jouly na čtvereční centimetr.

Existuje mnoho potenciálních aplikací pro použití laseru Ultrashort Pulse. Vzali by komunikaci z optických vláken pomocí přenosu světelného signálu na novou úroveň, což by umožnilo provádět mnohem více dat na pulzním paprsku, než je optická vlákna v současné době schopna od roku 2011, což dává termínu širokopásmové zcela nový význam. Mohly by být také použity pro ablační materiály od povrchu a jejich výměnu z pevné látky na plyn, aniž by v procesu přidali jakékoli teplo, což by se zlepšilo při různých průmyslových řezání a tvarování kovů a kompozitů. Tato technologie také nabízí výhodu, že slouží jako extrémně přesná forma skalpelu v medicíně pro odstranění rakovinných nádorů nebo opravu optické rohovky u lidí s selhávajícím zrakem.