Qu'est-ce qu'un laser à impulsion ultra-terrasse?
Le laser à impulsions ultraffites est un nom générique pour tout type de laser qui produit des impulsions ou des éclats de lumière cohérente en temps extrêmement court, généralement mesuré en picosecondes ou en semestosecondes. Un picoseconde est un million de seconde et un Femtoseconde est 1 000 fois plus court qu'un picoseconde ou un quadrillion de seconde. Ces taux de commutation pour le laser à impulsion ultrads lui permet de surmonter certains effets de dégradation que les lasers non-impulsions normaux rencontrent. Cela leur donne des applications dans la technologie militaire, les communications des données et les sciences médicales, comme pour la mise à mort de virus dans le corps par un traitement au laser externe, sans nuire aux tissus vivants normaux.
La plage de temps où la durée d'impulsion s'étend sur la technologie laser ultrashort actuelle en 2011 est à partir de quelques picosecondes pour chaque impulsion laser à 5 memmasconds. La technologie est amenée à créer un laser à impulsion ultrads-espace dans la gamme attoseconde, qui aurait PULSES qui se sont produits 1 000 fois plus rapidement qu'un laser fémtoseconde, ou une fois à chaque quintillion de seconde. Les lasers attosecondes permettraient aux chercheurs de suivre le mouvement des électrons autour des noyaux atomiques en temps réel, ce qui aiderait à la fois dans la physique et la recherche et le développement en chimie.
Alors que les premiers lasers étaient basés sur la génération de faisceaux de lumière cohérente en utilisant des cristaux de rubis, les lasers fémtosecondes utilisent l'oxyde d'aluminium dopé au titane, un type de saphir bleu-vert produit pour la première fois en 1986 à cet effet. L'énergie d'impulsion typique d'un tel laser 20 fémtoseconde est d'environ 3 nanojoules par impulsion, soit trois milliards de Joule. Comme il s'agit d'une quantité extrêmement petite d'énergie, le faisceau est amplifié à l'aide d'une source externe de rayonnement. Les matériaux à semi-conducteurs se sont avérés être les meilleurs amplificateurs, le verre Ytterbium étant le plus efficace et amplifiant le pouls jusqu'à 100 joules par cen carrétimeter. Tentatives précoces utilisant des colorants ou du néodyme: cristaux de grenat d'aluminium Yttrium a augmenté l'énergie d'impulsion de 1 millijou à 0,5 joules par centimètre carré.
Il existe de nombreuses applications potentielles pour l'utilisation du laser à impulsion ultra-terrasse. Ils prendraient des communications à fibre optique par transmission du signal léger à un nouveau niveau, ce qui permet de transporter beaucoup plus de données sur un faisceau d'impulsions que la fibre optique est actuellement capable de 2011, donnant au terme haut débit un tout nouveau sens. Ils pourraient également être utilisés pour l'ablation de matériaux loin d'une surface et le passer d'un solide à un gaz sans ajouter de chaleur dans le processus, ce qui améliorerait divers processus de coupe et de mise en forme industriels pour les métaux et les composites. La technologie offre également l'avantage de servir de forme extrêmement précise de scalpel en médecine pour éliminer les tumeurs cancéreuses ou la réparation de la cornée optique chez les personnes ayant une vue défaillante.