Ultrafast lazerlar nima va ular qanday qo'llaniladi?

Ultrafast lazerlarning ta'rifi

O'ta tezkor lazerlar odatda pikosoniya (10⁻¹⁵ soniya) yoki femtosoniya (10⁻¹⁵ soniya) oralig'ida o'ta qisqa pulslarni chiqaradigan lazerlarga ishora qiladi. Pulsning o'ta qisqa muddati tufayli, bu lazerlar materiallar bilan birinchi navbatda termal bo'lmagan, chiziqli bo'lmagan effektlar orqali o'zaro ta'sir qiladi, issiqlik tarqalishini va termal shikastlanishni sezilarli darajada kamaytiradi. Ushbu noyob xususiyat ultratez lazerlarni nozik mikro ishlov berish, tibbiy protseduralar va ilmiy tadqiqotlar uchun ideal qiladi.

Ultrafast lazerlarni qo'llash

O'zining yuqori quvvati va minimal termal ta'siri bilan ultra tezkor lazerlar turli sohalarda, jumladan, keng qo'llaniladi.:

1. Sanoat mikromashinalari: Ultrafast lazerlar minimal issiqlik ta'sir qiladigan zonalar bilan mikro va nano darajada aniq kesish, burg'ulash, markalash va sirtni qayta ishlash imkonini beradi.

2. Tibbiy va biotibbiy tasvirlash: Oftalmologiyada femtosekundli lazerlar LASIK ko'z jarrohligi uchun qo'llaniladi, bu esa operatsiyadan keyingi minimal asoratlar bilan aniq shox pardani kesishni ta'minlaydi. Bundan tashqari, ular multifoton mikroskopiya va biomedikal to'qimalarni tahlil qilishda qo'llaniladi.

3. Ilmiy tadqiqot: Ushbu lazerlar vaqt bilan aniqlangan spektroskopiya, chiziqli bo'lmagan optika, kvant nazorati va yangi materiallarni tadqiq qilishda hal qiluvchi rol o'ynaydi, bu olimlarga atom va molekulyar darajadagi ultratez dinamikani o'rganishga imkon beradi.

4. Optik aloqa: 1,5 mkm tolali lazerlar kabi ba'zi o'ta tezkor lazerlar past yo'qotishli optik tolali aloqa diapazonida ishlaydi va yuqori tezlikda ma'lumotlarni uzatish uchun barqaror yorug'lik manbalari bo'lib xizmat qiladi.

Quvvat va ishlash parametrlari

Ultrafast lazerlar ikkita asosiy quvvat parametrlari bilan tavsiflanadi:

1. O'rtacha quvvat: Ilova talablariga qarab, o'nlab millivattdan bir necha vattgacha yoki undan yuqori.

2. Eng yuqori quvvat: Pulsning juda qisqa davomiyligi tufayli maksimal quvvat bir necha kilovattdan yuzlab kilovattgacha yetishi mumkin. Misol uchun, ba'zi femtosekundli lazerlar o'rtacha 1 Vt quvvatni saqlab turadi, ularning eng yuqori quvvati esa bir necha baravar yuqori.

Boshqa muhim ishlash ko'rsatkichlari pulsning takrorlanish tezligi, zarba energiyasi va zarba kengligini o'z ichiga oladi, ularning barchasi muayyan sanoat va tadqiqot ehtiyojlari asosida optimallashtirilishi kerak.

Etakchi ishlab chiqaruvchilar va sanoatni rivojlantirish

Bir nechta global ishlab chiqaruvchilar ultrafast lazer sanoatida ustunlik qiladi:

1. Kogerent, Spektr-fizika, Nyuport (MKS) – Yetuk texnologiya va keng sanoat va ilmiy ilovalarga ega tashkil etilgan kompaniyalar.

2. TRUMPF, IPG fotonikasi – Sanoat lazerli ishlov berish yechimlari bozori yetakchilari.

3. Xitoylik ishlab chiqaruvchilar (Han's Laser, GaussLasers, YSL Photonics) - Rivojlanayotgan o'yinchilar lazerli tuzilish, rejimni blokirovkalash texnologiyalari va tizim integratsiyasida sezilarli yutuqlarga erishmoqda.

Sovutish tizimlari va issiqlik boshqaruvi

O'rtacha quvvati past bo'lishiga qaramay, o'ta tezkor lazerlar yuqori cho'qqi quvvati tufayli sezilarli lahzali issiqlik hosil qiladi. Barqaror ishlash va uzoq ishlash muddatini ta'minlash uchun samarali sovutish tizimlari muhim ahamiyatga ega.

Chiller tizimlari: Ultrafast lazerlar odatda lazerning barqaror ishlashini ta'minlash uchun haroratni nazorat qilish aniqligi ± 0,1 ° C yoki undan yuqori bo'lgan sanoat sovutgichlari bilan jihozlangan.

TEYU CWUP seriyali sovutgichlar : Ultratez lazerli sovutish uchun maxsus ishlab chiqilgan ushbu lazerli sovutgichlar 0,08 °C dan 0,1 °C gacha bo'lgan aniqlik bilan PID tomonidan boshqariladigan haroratni tartibga solishni taklif qiladi. Ular, shuningdek, masofadan nazorat qilish va boshqarish uchun RS485 aloqasini qo'llab-quvvatlaydi, bu ularni 3W -60W ultra tezkor lazer tizimlari uchun ideal qiladi.

Ultrafast lazerlarning kelajakdagi tendentsiyalari

Ultrafast lazer sanoati rivojlanmoqda:

1. Qisqa impulslar, yuqori tepalik quvvati: Rejimni blokirovka qilish va impulsni siqish bo'yicha davom etayotgan yutuqlar o'ta aniq ilovalar uchun attosekundli impuls lazerlarini beradi.

2. Modulli va ixcham tizimlar: Kelajakdagi ultra tezkor lazerlar yanada integratsiyalashgan va foydalanuvchilarga qulay bo'lib, murakkablik va dastur xarajatlarini kamaytiradi.

3. Kamroq xarajatlar va mahalliylashtirish: Lazer kristallari, nasos manbalari va sovutish tizimlari kabi asosiy komponentlar mahalliy ishlab chiqarishga aylanganligi sababli, ultra tez lazer narxi pasayadi va kengroq qabul qilishni osonlashtiradi.

4. Tarmoqlararo integratsiya: Ultrafast lazerlar tobora ko'proq optik aloqalar, kvant ma'lumotlari, aniq ishlov berish va biomedikal tadqiqotlar kabi sohalar bilan birlashib, yangi texnologik innovatsiyalarni rivojlantiradi.

Xulosa

Ultrafast lazer texnologiyasi jadal rivojlanib, sanoat, tibbiyot va ilmiy sohalarda tengsiz aniqlik va minimal termal effektlarni taklif etadi. Etakchi ishlab chiqaruvchilar lazer parametrlari va integratsiya usullarini takomillashtirishda davom etmoqdalar, shu bilan birga sovutish va issiqlikni boshqarish tizimlaridagi yutuqlar lazer barqarorligini oshiradi. Xarajatlarning kamayishi va tarmoqlararo ilovalarning kengayishi natijasida ultrafast lazerlar bir nechta yuqori texnologiyali sohalarda inqilob qiladi.