Che cosa è un impulso laser Ultrashort?

Il laser a impulsi ultracorti è un nome generico per qualsiasi tipo di laser che produce impulsi o lampi di luce coerente in estremamente brevi periodi di tempo, di solito misurata in picosecondi o femtosecondi. Un picosecondo è un trilionesimo di secondo e un femtosecondi è 1000 volte più breve di un picosecondo o un quadrillionth di secondo. Questi tassi di commutazione per il laser a impulsi ultracorti permette di superare alcuni effetti di degradazione che normali laser non impulsi incontrano. Questo dà loro applicazioni in tecnologia militare, comunicazioni di dati, e della scienza medica, come per l'uccisione di virus nel corpo attraverso il trattamento laser esterno, senza danneggiare il normale tessuto vivente.

L'intervallo di tempo che la durata dell'impulso si estende in corrente tecnologia laser a impulsi ultracorti a partire dal 2011 è da pochi picosecondi per ogni impulso laser fino a 5 femtosecondi. La tecnologia viene guidato verso la creazione di un laser a impulsi ultracorti nella gamma attosecondo, tuttavia, che avrebbe impulsi che si sono verificati 1000 volte più rapidamente di un laser a femtosecondi, oppure ogni quintilionesimo di secondo. Laser ad attosecondi dovrebbero consentire ai ricercatori di tracciare il movimento degli elettroni intorno nuclei atomici in tempo reale, il che aiutare sia in fisica e chimica di ricerca e sviluppo.

Considerando primi laser erano basate sulla generazione di fasci di luce coerente utilizzando cristalli rubino, laser a femtosecondi utilizzano ossido di alluminio titanio drogato, un tipo di zaffiro blu-verde prima prodotta nel 1986 per questo scopo. Energia tipica impulso da tale laser a femtosecondi 20 è di circa 3 nanojoules per impulso, o tre miliardesimi di Joule. Poiché questo è estremamente piccola quantità di energia, il fascio viene amplificato utilizzando una sorgente esterna di radiazione. Materiali allo stato solido hanno dimostrato di essere i migliori amplificatori, con essere il più efficace vetro ytterbium e amplificando l'impulso fino a 100 joule per centimetro quadrato. I primi tentativi che utilizzano coloranti o neodimio: cristalli di granato di alluminio ittrio aumento di energia impulso dal 1 millijoule a 0,5 joule per centimetro quadrato.

Ci sono molte potenziali applicazioni per l'utilizzo del laser a impulsi ultracorti. Avrebbero prendere comunicazioni in fibra ottica per la trasmissione del segnale della luce ad un nuovo livello, consentendo molti più dati da effettuare su un fascio di impulsi di fibra ottica è attualmente in grado di partire dal 2011, dando al termine banda larga un significato del tutto nuovo. Essi potrebbero essere utilizzati anche per ablazione materiali lontano da una superficie e cambia da solido a gas senza aggiungere alcun calore nel processo, che migliorare su vari taglio industriale e modellare processi per metalli e compositi. La tecnologia offre anche il vantaggio di servire come una forma estremamente precisa del bisturi in medicina per la rimozione di tumori cancerosi o riparare la cornea ottica in persone con mancanza di vista.