لیزر فمتوثانیه (Femtosecond Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر فمتوثانیه (Femtosecond Laser) :
Femtosecond Laser یک لیزر فوق کوتاه است که پالس هایی با پهنای زمانی در محدوده فمتوثانیه (۱ fs = ۱۰⁻¹⁵ ثانیه) تولید می کند. این لیزرها رایج ترین و پرکاربردترین نوع لیزرهای فوق کوتاه هستند. پرکاربردترین لیزر فمتوثانیه، لیزر Ti:Sapphire است که می تواند پالس هایی با پهنای کمتر از ۱۰ fs و توان پیک بالا (تا چند تراوات) تولید کند. لیزرهای فیبری فمتوثانیه (با قفل مدی) نیز به طور فزاینده ای محبوب شده اند.
مکانیزم: در لیزرهای فمتوثانیه، قفل مدی غیرفعال با استفاده از اثر کر (Kerr-lens mode-locking - KLM) در بلور Ti:Sapphire رایج ترین روش است. در این روش، شدت بالای پالس باعث ایجاد یک عدسی در بلور می شود (اثر کر نوری). این عدسی باعث می شود که پالس های با شدت بالا تلفات کمتری در حفره داشته باشند و پالس های کم شدت تلفات بیشتری داشته باشند. این عمل شبیه یک جاذب اشباع پذیر فوق سریع عمل کرده و باعث تولید و پایدارسازی پالس های فمتوثانیه می شود. مدیریت پراکندگی (dispersion) در حفره برای جلوگیری از پهن شدن پالس بسیار حیاتی است. از ترکیب منشورها یا آینه های با پراکندگی کنترل شده (chirped mirrors) برای جبران پراکندگی استفاده می شود.
کاربردهای لیزر فمتوثانیه بسیار گسترده است: در فمتوشیمی (مطالعه دینامیک واکنش های شیمیایی در مقیاس زمانی ارتعاشات مولکولی)، در فیزیک ماده چگال (مطالعه دینامیک حامل ها در نیمه هادی ها و ابررساناها)، در میکروسکوپ چندفوتونی (تصویربرداری از سلول های زنده بدون رنگ آمیزی)، در جراحی چشم (لیزیک و لازک - برای برش دقیق فلپ قرنیه)، در ماشین کاری دقیق مواد (برش و سوراخ کاری با حداقل آسیب حرارتی)، و در تولید فرکانس های نوری (کامب فرکانسی).
لیزرهای فمتوثانیه انقلابی در علم و فناوری ایجاد کرده اند و احمد زویل، بنیانگذار فمتوشیمی، برای کارهای پیشگامانه خود با این لیزرها جایزه نوبل شیمی ۱۹۹۹ را دریافت کرد.
