Širina impulsa pulsirajućih lasera

Širina impulsa odnosi se na trajanje impulsa, a raspon se obično kreće od nanosekundi (ns, 10^-9sekundi) u femtosekunde (fs, 10^-15sekundi). Pulsni laseri s različitim širinama impulsa pogodni 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 termički efekti.

- 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, kao što su molekularne vibracije i hemijske reakcije.

Širina impulsa utiče na performanse lasera, kao što je vršna snaga (P_vrhunac= energija impulsa/širina impulsa. Što je kraća širina impulsa, to je veća vršna snaga za istu energiju pojedinačnog impulsa.) Također utiče na termičke efekte: duge širine impulsa, poput nanosekundi, mogu uzrokovati akumulaciju toplote u materijalima, što dovodi do topljenja ili termičkog oštećenja; kratke širine impulsa, poput pikosekundi ili femtosekundi, omogućavaju „hladnu obradu“ sa smanjenim zonama uticaja toplote.

Fiber laseri obično kontrolišu i podešavaju širinu impulsa koristeći sljedeće tehnike:

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

2. Zaključavanje moda: Generiše pikosekundne ili femtosekundne ultrakratke impulse sinhronizacijom longitudinalnih modova unutar rezonatora.

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