لیزر فیبری پالسی (Pulsed Fiber Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر فیبری پالسی (Pulsed Fiber Laser) :
Pulsed Fiber Laser به لیزر فیبری اطلاق می شود که نور خروجی آن به صورت پالس های مجزا با مدت زمان محدود تولید می شود. این پالس ها می توانند از چند نانوثانیه تا چند فمتوثانیه عرض داشته باشند. برخلاف لیزرهای موج پیوسته (CW)، انرژی در پالس ها متمرکز می شود و توان پیک (Peak Power) می تواند بسیار بالا باشد (حتی میلیون ها وات). پالس ها با استفاده از تکنیک های مختلفی مانند Q-Switching (کلیدزنی Q) یا Mode-Locking (قفل مدی) تولید می شوند.
در لیزرهای پالسی، انرژی به جای توزیع در زمان، در یک بازه زمانی بسیار کوتاه متمرکز می شود. این تمرکز انرژی باعث می شود که برهم کنش لیزر با ماده بسیار شدیدتر باشد. برای مثال، یک لیزر CW با توان ۱۰ وات در هر ثانیه ۱۰ ژول انرژی تحویل می دهد. اما یک لیزر پالسی با نرخ تکرار ۱۰۰۰ هرتز و انرژی ۱۰ میلی ژول در هر پالس، همان توان متوسط ۱۰ وات را دارد، اما توان پیک آن می تواند به ۱۰ کیلووات یا بیشتر برسد (بسته به عرض پالس).
کاربردهای لیزرهای فیبری پالسی بسیار متنوع است. در صنعت، برای میکروماشین کاری دقیق (سوراخ کاری، حکاکی، برش دقیق)، مارک زنی (لیبل زنی روی فلزات و پلاستیک ها)، و تمیزکاری سطوح استفاده می شوند. در پزشکی، برای جراحی چشم (LASIK)، لیثوتریپسی (خرد کردن سنگ کلیه)، و درمان های پوستی به کار می روند. در تحقیقات علمی، پالس های فوق کوتاه فمتوثانیه برای مطالعه دینامیک واکنش های شیمیایی و فیزیک فوق سریع حیاتی هستند. همچنین در سنجش از دور (LIDAR پالسی) برای اندازه گیری فاصله با دقت بالا استفاده می شوند.
چالش های اصلی در لیزرهای فیبری پالسی، کنترل اثرات غیرخطی (مانند خود-مدولاسیون فاز و تولید امواج رامان) در توان های پیک بالا است. این اثرات می توانند باعث اعوجاج پالس و محدودیت در انرژی قابل دستیابی شوند. برای کاهش این اثرات، از فیبرهای با میدان حالت بزرگ (LMA) و طراحی دقیق حفره و تقویت کننده ها استفاده می شود. همچنین مدیریت پراکندگی (dispersion) در پالس های فوق کوتاه ضروری است. لیزرهای فیبری پالسی به دلیل قابلیت اطمینان بالا، فشردگی و عدم نیاز به هم ترازی (alignment)، جایگزین بسیاری از لیزرهای پالسی حالت جامد و گازی شده اند.
