از آنجایی که مامان برای اولین بار خروجی پالس لیزر را در سال 1960 به دست آورد، فرآیند فشرده سازی پهنای پالس لیزر توسط انسان را می توان تقریباً به سه مرحله تقسیم کرد: مرحله فناوری سوئیچینگ Q، مرحله فناوری قفل حالت، و مرحله فناوری تقویت پالس چیرپ. تقویت پالس چیرپ (CPA) یک فناوری جدید است که برای غلبه بر اثر فوکوس خودکار ایجاد شده توسط مواد لیزری حالت جامد در طی تقویت لیزر فمتوثانیه ایجاد شده است. ابتدا پالس های بسیار کوتاه تولید شده توسط لیزرهای حالت قفل را ارائه می دهد. "چیپ مثبت"، عرض پالس را به پیکوثانیه یا حتی نانوثانیه برای تقویت گسترش دهید و سپس از روش جبران صدای چیپ (چیپ منفی) برای فشرده سازی عرض پالس پس از به دست آوردن تقویت انرژی کافی استفاده کنید. توسعه لیزرهای فمتوثانیه از اهمیت بالایی برخوردار است. قبل از سال 1990،لیزر فمتوثانیهپالس ها با استفاده از فناوری قفل کردن حالت لیزر رنگی با پهنای باند بهره گسترده به دست آمده بودند. با این حال، نگهداری و مدیریت لیزر رنگی بسیار پیچیده است که کاربرد آن را محدود می کند. با بهبود کیفیت کریستال‌های Ti:Sapphire، می‌توان از کریستال‌های کوتاه‌تر نیز برای دستیابی به بهره‌های بالا برای دستیابی به نوسانات پالس کوتاه استفاده کرد. در سال 1991، اسپنس و همکاران. برای اولین بار یک لیزر فمتوثانیه Ti:Sapphire با حالت خود قفل شده ایجاد کرد. توسعه موفقیت آمیز لیزر فمتوثانیه با عرض پالس 60fs Ti:Sapphire کاربرد و توسعه لیزرهای فمتوثانیه را به میزان زیادی ارتقا داد. در سال 1994، استفاده از فناوری تقویت پالس چیرپ برای به دست آوردن پالس های لیزری کمتر از 10fs، در حال حاضر با کمک فناوری قفل خودکار لنز Kerr، فناوری تقویت پالس چیرپ پارامتریک نوری، فناوری تخلیه حفره، فناوری تقویت چند گذر و غیره. می تواند لیزر را بسازد پهنای پالس به کمتر از 1fs فشرده می شود تا وارد حوزه آتوثانیه شود و قدرت پیک پالس لیزر نیز از تراوات (1TW=10^12W) به پتاوات (1PW=10^15W) افزایش می یابد. این پیشرفت های بزرگ در فناوری لیزر باعث ایجاد تغییرات گسترده و عمیق در بسیاری از زمینه ها شده است. در زمینه فیزیک، میدان الکترومغناطیسی فوق العاده با شدت بالا که توسط لیزر فمتوثانیه ایجاد می شود، می تواند نوترون های نسبیتی تولید کند و همچنین می تواند مستقیماً اتم ها و مولکول ها را دستکاری کند. در دستگاه لیزر همجوشی هسته ای رومیزی، یک پالس لیزر فمتوثانیه برای تابش خوشه های مولکولی دوتریوم-تریتیوم استفاده می شود. می تواند یک واکنش همجوشی هسته ای را آغاز کند و تعداد زیادی نوترون تولید کند. هنگامی که لیزر فمتوثانیه با آب برهمکنش می‌کند، می‌تواند باعث شود که ایزوتوپ هیدروژن دوتریوم تحت یک واکنش همجوشی هسته‌ای قرار گیرد و مقادیر زیادی انرژی تولید کند. استفاده از لیزرهای فمتوثانیه برای کنترل همجوشی هسته ای می تواند انرژی همجوشی هسته ای قابل کنترلی را بدست آورد. در آزمایشگاه فیزیک کیهان، پلاسمای پرانرژی با چگالی بالا که توسط پالس‌های نور فوق‌العاده با شدت لیزرهای فمتوثانیه تولید می‌شود، می‌تواند پدیده‌های داخلی کهکشان راه شیری و ستارگان روی زمین را بازتولید کند. روش تفکیک زمانی فمتوثانیه می تواند به وضوح تغییرات مولکول های قرار داده شده در نانوفضا و حالت های الکترونیکی داخلی آنها را در مقیاس زمانی فمتوثانیه مشاهده کند. در زمینه زیست پزشکی، به دلیل پیک قدرت و چگالی توان لیزرهای فمتوثانیه، اغلب در هنگام تعامل با مواد مختلف، اثرات غیرخطی مختلفی مانند یونیزاسیون چند فوتونی و اثرات خود متمرکز ایجاد می شود. در عین حال، زمان تعامل بین لیزر فمتوثانیه و بافت‌های بیولوژیکی در مقایسه با زمان آرامش حرارتی بافت‌های بیولوژیکی (به ترتیب ns) ناچیز است. برای بافت های بیولوژیکی، افزایش چند درجه ای دما به یک موج فشاری برای اعصاب تبدیل می شود. سلول ها باعث ایجاد درد و آسیب حرارتی به سلول ها می شوند، بنابراین لیزر فمتوثانیه می تواند به درمان بدون درد و گرما دست یابد. لیزر فمتوثانیه دارای مزایای کم انرژی، آسیب کم، دقت بالا و موقعیت یابی دقیق در فضای سه بعدی است که می تواند نیازهای ویژه حوزه زیست پزشکی را تا حد زیادی برطرف کند. لیزر فمتوثانیه برای درمان دندان ها برای به دست آوردن کانال های تمیز و مرتب بدون هیچ گونه آسیب لبه، اجتناب از تأثیر استرس مکانیکی و استرس حرارتی ناشی از لیزرهای پالس طولانی (مانند Er:YAG)، کلسیفیکاسیون، ترک ها و سطوح ناهموار استفاده می شود. هنگامی که لیزر فمتوثانیه برای برش ظریف بافت های بیولوژیکی اعمال می شود، لومینسانس پلاسما در طول برهمکنش لیزر فمتوثانیه با بافت های بیولوژیکی را می توان با طیف آنالیز کرد و بافت استخوان و بافت غضروف را می توان شناسایی کرد تا مشخص شود و کنترل شود در فرآیند درمان جراحی انرژی پالس مورد نیاز است. این تکنیک برای جراحی اعصاب و ستون فقرات اهمیت زیادی دارد. لیزر فمتوثانیه با محدوده طول موج 630-1053 نانومتر می تواند برش و برش جراحی غیرحرارتی و فرسایش ایمن، تمیز و با دقت بالا بافت مغز انسان را انجام دهد. یک لیزر فمتوثانیه با طول موج 1060 نانومتر، عرض پالس 800fs، فرکانس تکرار پالس 2 کیلوهرتز و انرژی پالس 40 I¼J می‌تواند عملیات برش قرنیه را با دقت بالا و تمیز انجام دهد. لیزر فمتوثانیه بدون آسیب حرارتی است که برای بازسازی عروق میوکارد با لیزر و آنژیوپلاستی با لیزر از اهمیت بالایی برخوردار است. در سال 2002، مرکز لیزر هانوفر در آلمان از یک لیزر فمتوثانیه برای تکمیل ساخت ساختار استنت عروقی بر روی یک ماده پلیمری جدید استفاده کرد. در مقایسه با استنت قبلی استیل ضد زنگ، این استنت عروقی زیست سازگاری و سازگاری بیولوژیکی خوبی دارد. تجزیه پذیری برای درمان بیماری عروق کرونر قلب اهمیت زیادی دارد. در آزمایش‌های بالینی و سنجش‌های زیستی، فناوری لیزر فمتوثانیه می‌تواند به‌طور خودکار بافت‌های بیولوژیکی موجودات را در سطح میکروسکوپی برش دهد و تصاویر سه‌بعدی با وضوح بالا به دست آورد. این فناوری برای تشخیص و درمان سرطان و مطالعه جهش های ژنتیکی 368 حیوانی از اهمیت بالایی برخوردار است. در زمینه مهندسی ژنتیک. در سال 2001، K.Konig آلمانی از Ti:Sapphire استفاده کردلیزر فمتوثانیهبرای انجام عملیات در مقیاس نانو روی DNA انسان (کروموزوم) (حداقل عرض برش 100 نانومتر). در سال 2002، U.irlapur و Koing از aلیزر فمتوثانیهبرای ایجاد یک ریز منفذ برگشت پذیر در غشای سلول سرطانی و سپس اجازه ورود DNA از طریق این سوراخ به سلول. بعداً رشد خود سلول سوراخ را بست و بدین ترتیب انتقال ژن با موفقیت انجام شد. این تکنیک دارای مزایای قابلیت اطمینان بالا و اثر پیوند خوب است و برای پیوند مواد ژنتیکی خارجی به سلول‌های مختلف از جمله سلول‌های بنیادی از اهمیت بالایی برخوردار است. در زمینه مهندسی سلول، از لیزرهای فمتوثانیه برای دستیابی به عملیات نانو جراحی در سلول های زنده بدون آسیب رساندن به غشای سلولی استفاده می شود. این تکنیک‌های عملیات لیزر فمتوثانیه برای تحقیقات ژن‌درمانی، دینامیک سلولی، قطبیت سلولی، مقاومت دارویی، و اجزای مختلف سلول‌ها و ساختار ناهمگن درون سلولی اهمیت مثبتی دارند. در زمینه ارتباطات فیبر نوری، زمان پاسخ مواد دستگاه نوری نیمه هادی "گلوگاه" است که ارتباطات فیبر نوری با سرعت فوق العاده تجاری را محدود می کند. استفاده از فناوری کنترل منسجم فمتوثانیه باعث می شود سرعت سوئیچ های نوری نیمه هادی به 10000 گیگابیت بر ثانیه برسد که در نهایت می تواند به حد نظری مکانیک کوانتومی برسد. . علاوه بر این، فناوری شکل‌دهی شکل موج فوریه پالس‌های لیزری فمتوثانیه برای ارتباطات نوری با ظرفیت بالا مانند مالتی پلکسی تقسیم زمان، تقسیم طول موج چندگانه و دسترسی چندگانه تقسیم کد اعمال می‌شود و نرخ انتقال داده 1 ترابیت بر ثانیه را می‌توان به دست آورد. در زمینه پردازش فوق العاده خوب، اثر خود متمرکز قوی ازلیزر فمتوثانیهپالس‌های موجود در رسانه شفاف، نقطه کانونی لیزر را کوچک‌تر از حد پراش می‌کند و باعث می‌شود که انفجارهای ریز درون ماده شفاف، پیکسل‌های استریو با قطر زیر میکرون را تشکیل دهند. با استفاده از این روش می توان ذخیره سازی نوری سه بعدی با چگالی بالا را انجام داد و چگالی ذخیره سازی می تواند به 10^12bits/cm3 برسد. و می تواند خواندن، نوشتن و دسترسی تصادفی داده های موازی سریع را درک کند. تداخل بین لایه های بیت داده مجاور بسیار کوچک است و فناوری ذخیره سازی سه بعدی به یک جهت تحقیقاتی جدید در توسعه فناوری ذخیره سازی انبوه فعلی تبدیل شده است. موجبرهای نوری، تقسیم کننده های پرتو، کوپلرها و غیره اجزای اصلی نوری اپتیک یکپارچه هستند. با استفاده از لیزرهای فمتوثانیه بر روی یک پلت فرم پردازش کنترل شده توسط کامپیوتر، موجبرهای نوری دو بعدی و سه بعدی با هر شکلی را می توان در هر موقعیتی در داخل ماده ساخت. ، تقسیم کننده پرتو، کوپلر و سایر دستگاه های فوتونیک و قابل جفت شدن با فیبر نوری استاندارد، با استفاده از لیزر فمتوثانیه نیز می توان آینه 45 درجه ای را در داخل شیشه حساس به نور ایجاد کرد و اکنون یک مدار نوری متشکل از 3 میکرو آینه داخلی تولید شده است. ، می تواند پرتو را 270 درجه در منطقه 4mmx5mm بچرخاند. از نظر علمی تر، دانشمندان در ایالات متحده اخیراً از لیزرهای فمتوثانیه برای ایجاد یک موجبر نوری با بهره 1 سانتی متری استفاده کرده اند که می تواند سیگنال 3dB/cm را نزدیک به 1062 نانومتر تولید کند. گریت فیبر براگ دارای ویژگی های انتخاب فرکانس موثر است، به راحتی با سیستم ارتباطی فیبر جفت می شود و تلفات کمی دارد. بنابراین، ویژگی های انتقال غنی را در حوزه فرکانس نشان می دهد و به کانون تحقیقاتی دستگاه های فیبر نوری تبدیل شده است. در سال 2000، Kawamora K و همکاران. برای اولین بار از دو تداخل سنجی لیزری فمتوثانیه مادون قرمز برای به دست آوردن توری های هولوگرافیک تسکین دهنده سطح استفاده کرد. بعدها با توسعه تکنولوژی و تکنولوژی تولید، در سال 1382 میهایبی. اس و همکاران از پالس های لیزر فمتوثانیه Ti:Sapphire همراه با صفحات فاز درجه صفر برای به دست آوردن توری های بازتابنده براگ در هسته فیبرهای ارتباطی استفاده کرد. محدوده مدولاسیون ضریب شکست بالا و پایداری دمایی خوبی دارد. بلور فوتونیک یک ساختار دی الکتریک با مدولاسیون تناوبی ضریب شکست در فضا است و دوره تغییر آن همان مرتبه قدر طول موج نور است. دستگاه کریستال فوتونی یک دستگاه کاملاً جدید است که انتشار فوتون ها را کنترل می کند و به کانون تحقیقاتی در زمینه فوتونیک تبدیل شده است. در سال 2001، سان اچ بی و همکاران. از لیزرهای فمتوثانیه برای ساخت کریستال های فوتونی با شبکه های دلخواه در شیشه سیلیسی دوپ شده با ژرمانیوم استفاده کرد که می تواند اتم های جداگانه را انتخاب کند. در سال 2003، Serbin J et al. از لیزر فمتوثانیه برای القای پلیمریزاسیون دو فوتونی مواد هیبریدی معدنی-آلی برای به دست آوردن ریزساختارهای سه بعدی و بلورهای فوتونی با اندازه ساختار کمتر از 200 نانومتر و دوره 450 نانومتر استفاده کرد. لیزرهای فمتوثانیه به نتایج مهمی در زمینه پردازش دستگاه میکروفونیک دست یافته اند، به طوری که اتصالات جهت، فیلترهای باند گذر، مالتی پلکسرها، سوئیچ های نوری، مبدل های طول موج و مدولاتورها را می توان بر روی یک "تراشه" حلقه های موج نور Planar با اجزای دیگر پردازش کرد. پایه ای برای دستگاه های فوتونیک برای جایگزینی دستگاه های الکترونیکی ایجاد کرد. فناوری ماسک نوری و لیتوگرافی یک فناوری کلیدی در حوزه میکروالکترونیک است که ارتباط مستقیمی با کیفیت و راندمان تولید محصولات مدار مجتمع دارد. از لیزرهای فمتوثانیه می توان برای تعمیر عیوب ماسک عکس استفاده کرد و عرض خط تعمیر شده می تواند به دقت کمتر از 100 نانومتر برسد. درلیزر فمتوثانیهاز فناوری نوشتن مستقیم می توان برای تولید سریع و موثر ماسک های عکس با کیفیت بالا استفاده کرد. این نتایج برای میکرو بسیار مهم است. توسعه فناوری الکترونیکی از اهمیت زیادی برخوردار است.
حق چاپ @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - چین ماژول های فیبر نوری، تولید کنندگان لیزرهای جفت فیبر، تامین کنندگان اجزای لیزر کلیه حقوق محفوظ است.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
