Šířka pulzu pulzních laserů

Šířka pulzu se vztahuje k trvání pulzu a rozsah se obvykle pohybuje od nanosekund (ns, 10^-9sekundy) na femtosekundy (fs, 10^-15Pulzní lasery s různou šířkou pulzu jsou vhodné pro různé aplikace:

- Krátká šířka impulzu (pikosekunda/femtosekunda):

Ideální pro přesné obrábění křehkých materiálů (např. skla, safíru) pro snížení vzniku trhlin.

- Dlouhá šířka pulzu (nanosekundy): Vhodné pro řezání kovů, svařování a další aplikace, kde jsou vyžadovány tepelné účinky.

- Femtosekundový laser: Používá se při očních operacích (jako je LASIK), protože dokáže provádět přesné řezy s minimálním poškozením okolní tkáně.

- Ultrakrátké pulzy: Používají se ke studiu ultrarychlých dynamických procesů, jako jsou molekulární vibrace a chemické reakce.

Šířka pulzu ovlivňuje výkon laseru, například špičkový výkon (P_vrchol= energie pulzu/šířka pulzu. Čím kratší je šířka pulzu, tím vyšší je špičkový výkon pro stejnou energii jednoho pulzu.) Ovlivňuje také tepelné efekty: dlouhé šířky pulzů, jako jsou nanosekundy, mohou způsobit akumulaci tepla v materiálech, což vede k tavení nebo tepelnému poškození; krátké šířky pulzů, jako jsou pikosekundy nebo femtosekundy, umožňují „zpracování za studena“ se sníženým počtem tepelně ovlivněných zón.

Vláknové lasery obvykle řídí a upravují šířku pulzu pomocí následujících technik:

1. Q-přepínání: Generuje nanosekundové pulzy periodickou změnou ztrát rezonátoru za účelem produkce vysokoenergetických pulzů.

2. Blokování módů: Generuje pikosekundové nebo femtosekundové ultrakrátké pulzy synchronizací podélných módů uvnitř rezonátoru.

3. Modulátory nebo nelineární efekty: Například použití nelineární polarizační rotace (NPR) ve vláknech nebo saturovatelných absorbérech ke kompresi šířky pulzu.