Širina impulsa pulsirajućih lasera

Širina impulsa odnosi se na trajanje impulsa, a raspon se obično kreće od nanosekundi (ns, 10^-9sekunde) u femtosekunde (fs, 10^-15sekundi). Pulsni laseri s različitim širinama impulsa prikladni su za različite primjene:

- Širina kratkog impulsa (pikosekunda/femtosekunda):

Idealno za preciznu obradu krhkih materijala (npr. stakla, safira) radi smanjenja pukotina.

- Duga širina impulsa (nanosekunda): Pogodno za rezanje metala, zavarivanje i druge primjene gdje su potrebni toplinski učinci.

- Femtosekundni laser: Koristi se u operacijama oka (kao što je LASIK) jer može napraviti precizne rezove uz minimalno oštećenje okolnog tkiva.

- Ultrakratki impulsi: Koriste se za proučavanje ultrabrzih dinamičkih procesa, poput molekularnih vibracija i kemijskih reakcija.

Širina impulsa utječe na performanse lasera, kao što je vršna snaga (P_vrh= energija impulsa/širina impulsa. Što je širina impulsa kraća, to je veća vršna snaga za istu energiju pojedinačnog impulsa.) Također utječe na toplinske učinke: duge širine impulsa, poput nanosekundi, mogu uzrokovati akumulaciju topline u materijalima, što dovodi do taljenja ili toplinskog oštećenja; kratke širine impulsa, poput pikosekundi ili femtosekundi, omogućuju „hladnu obradu“ sa smanjenim zonama utjecaja topline.

Vlaknasti laseri obično kontroliraju i podešavaju širinu impulsa pomoću sljedećih tehnika:

1. Q-prekidač: Generira nanosekundne impulse periodičnom promjenom gubitaka rezonatora kako bi se proizveli visokoenergetski impulsi.

2. Zaključavanje moda: Generira pikosekundne ili femtosekundne ultrakratke impulse sinkronizacijom longitudinalnih modova unutar rezonatora.

3. Modulatori ili nelinearni efekti: Na primjer, korištenje nelinearne rotacije polarizacije (NPR) u vlaknima ili zasićenim apsorberima za komprimiranje širine impulsa.