Pulsbredden til pulserte lasere

Pulsbredde refererer til pulsens varighet, og området spenner vanligvis fra nanosekunder (ns, 10^-9sekunder) til femtosekunder (fs, 10^-15sekunder). Pulserte lasere med forskjellige pulsbredder er egnet for ulike bruksområder:

- Kort pulsbredde (pikosekund/femtosekund):

Ideell for presisjonsmaskinering av skjøre materialer (f.eks. glass, safir) for å redusere sprekker.

- Lang pulsbredde (nanosekund): Egnet for metallskjæring, sveising og andre bruksområder der termiske effekter er nødvendige.

- Femtosekundlaser: Brukes i øyeoperasjoner (som LASIK) fordi den kan lage presise kutt med minimal skade på omkringliggende vev.

- Ultrakorte pulser: Brukes til å studere ultrahurtige dynamiske prosesser, som molekylære vibrasjoner og kjemiske reaksjoner.

Pulsbredden påvirker laserens ytelse, for eksempel toppeffekten (P_topp= pulsenergi/pulsbredde. Jo kortere pulsbredde, desto høyere toppeffekt for den samme enkeltpulsenergien.) Det påvirker også termiske effekter: lange pulsbredder, som nanosekunder, kan forårsake termisk akkumulering i materialer, noe som fører til smelting eller termisk skade; korte pulsbredder, som pikosekunder eller femtosekunder, muliggjør "kald prosessering" med reduserte varmepåvirkede soner.

Fiberlasere kontrollerer og justerer vanligvis pulsbredden ved hjelp av følgende teknikker:

1. Q-svitsjing: Genererer nanosekundpulser ved periodisk å endre resonatortapene for å produsere høyenergipulser.

2. Moduslåsing: Genererer ultrakorte pulser på pikosekunder eller femtosekunder ved å synkronisere de longitudinelle modusene inne i resonatoren.

3. Modulatorer eller ikke-lineære effekter: For eksempel bruk av ikke-lineær polarisasjonsrotasjon (NPR) i fibre eller mettende absorbere for å komprimere pulsbredden.