Ултрафаст ласери: дефиниција и апликације

Који су ултрафаст ласери?
Ултрафаст ласери емитују изузетно кратке светло импулсе, обично трајне фемтосекунде (1 фс=10 ⁻¹⁵ секунде) на пицосекунде (1 пс=10 ⁻¹² секунде). Ови импулси су толико кратки да комуницирају са материјалима брже од топлоте може дифузирати, омогућавајући прецизну, нерермалну обраду. Кључне карактеристике укључују:
- Ултра-кратки пулсни трајања: ривалска времена атомских и молекуларних покрета.
- Висока врхунска снага: Концентрира енергију у сићушне временске прозоре, омогућавајући нелинеарне оптичке ефекте.
- Минималне зона погођене топлотом (ХАЗ): Смањење топлотне штете околним материјалима.

Уобичајене врсте укључују: сафирске ласере, ласере влакана и ласери за закључане режим, често упарени системима појачања (нпр. Цхирпед импулсно појачало, или ЦПА).

Како се користе?
Ултрафаст ласери су трансформативни у пољима које захтевају екстремну прецизност, минималну колатералну штету или могућност испитивања ултрафастних појава:

1. Обрада и производња материјала
- МицроМахининг: Бушење микро-рупа у убризгавачима горива, сечењем стента или сензора за суштивање са тачност под-микрона.
- Транспарентни материјали: обрада стакла (нпр. Смартпхоне екрани) или сафир без пуцања.
- 3 Д Структурирање: Стварање фотонски кристала или микрофлуидинских уређаја унутар материјала.

2 Медицинске и биомедицинске апликације
- Ласерска хирургија ока (нпр. Ласик): прецизан рожњев преобликовање са минималним оштећењем ткива.
- Стоматологија: сечење кости или зубне емајле без топлотног стреса.
- Биолошко сликовање: Технике попут ** МУЛТИОНХОТОН МИЦРОСЦОПИЈА ** да би се визуализирала жива ћелија у 3Д.

3. Научна истраживања
- АттосеКонд физика: Проучавање електронске динамике у атомима и молекулама.
- ПЛАСМА Физика: Генерисање држава високоенергетске густине за фузијска истраживања.
- Хемија: активирање и посматрање ултрафастних реакција (нпр., Фотосинтеза).

4. Електроника и фотоницс
- Обрада полуводича: Средња кругова, спис соларних ћелија или стварање таласа.
- Складиштење података: Писање наноструктуре за оптичко складиште високог густине.

5. Одбрана и ваздухопловство
- Лидар системи: Високо резолуција Очишћавање животне средине.
- Површинска функционализација: Стварање антирефликтивних или хидрофобних премаза.

6. Уметност и културна баштина
- Рестаурација: Чишћење деликатних артефаката (нпр. Слике, скулптуре) без оштећења основних слојева.

---

Зашто су ултрафаст ласери материјали
- Прецизност: Омогућите величине функција под-микрона који нису у стању уштењивим са конвенционалним ласерима.
- Свестраност: рад са металима, полимерима, керамиком, па чак и биолошким ткивима.
- нелинеарни ефекти: Приступите појавама попут мултипотонске апсорпције за напредне апликације.

Будући трендови
- Компактни системи: јефтинији, преносиви ултрафаст ласери за индустријску и медицинску употребу.
- Хибридне технике: Комбинујући ултрафаст ласере са АИ за адаптивну производњу.
- Куантум технологије: Сондирање квантних држава или развоју ултра-сигурних комуникационих система.

Ултрафаст ласери се преобликовају индустрије притиском границе прецизности, брзине и свестраности материјала, чинећи их неопходним у савременој науци и технологији.