Wat is een ultrashort pulslaser?

De ultrashorte pulslaser is een generieke naam voor elk type laser die pulsen of uitbarstingen van coherent licht produceert in extreem korte tijdsperioden, meestal gemeten in picoseconden of femtoseconden.Een picoseconde is een triljoende van de tweede en een femtoseconde is 1000 keer korter dan een picoseconde of een van een seconde van een seconde.Met deze schakelsnelheden voor de ultrashort-pulslaser kan het enkele afbraakeffecten overwinnen die normale niet-pulslasers tegenkomen.Dit geeft hen toepassingen in militaire technologie, datacommunicatie en in de medische wetenschap, zoals voor het doden van virussen in het lichaam door externe laserbehandeling, zonder het normale levende weefsel te schaden.Lasertechnologie vanaf 2011 is van enkele picoseconden voor elke laserpuls tot 5 femtoseconden.De technologie wordt echter gereden naar het creëren van een ultrashort pulslaser in het attoseconde bereik, dat zou pulsen hebben die 1000 keer sneller plaatsvonden dan een femtoseconde laser, of eenmaal elke kwintillionste van een seconde.Attoseconde lasers zouden onderzoekers in staat stellen de beweging van elektronen rond atoomkernen in realtime te volgen, wat zou helpen bij onderzoek en ontwikkeling van zowel natuurkunde als chemie.Titanium gedoteerd aluminiumoxide, een type blauwgroen saffier dat voor het eerst in 1986 werd geproduceerd voor dit doel.Typische pulsenergie van zo'n 20 femtoseconde laser is ongeveer 3 nanojoules per puls, of drie miljarde van een joule.Aangezien dit een extreem kleine hoeveelheid energie is, wordt de straal versterkt met behulp van een externe stralingsbron.Solid-state materialen zijn de beste versterkers gebleken, waarbij Ytterbium-glas het meest effectief is en de puls tot 100 joules per vierkante centimeter versterken.Vroege pogingen met behulp van kleurstoffen of neodymium: yttrium aluminium granaatkristallen verhoogde pulsenergie van 1 millijoule tot 0,5 joules per vierkante centimeter.

Er zijn veel potentiële toepassingen voor het gebruik van de ultrashorte pulslaser.Ze zouden glasvezelcommunicatie nemen door lichtsignaaltransmissie naar een nieuw niveau, waardoor veel meer gegevens op een pulsbalk kunnen worden uitgevoerd dan vezeloptiek momenteel in staat is om de term breedband een geheel nieuwe betekenis te geven.Ze kunnen ook worden gebruikt om materialen weg van een oppervlak te ableren en van een vaste stof in een gas te veranderen zonder warmte toe te voegen in het proces, wat verschillende industriële snij- en vormprocessen voor metalen en composieten zou verbeteren.De technologie biedt ook het voordeel van dienen als een uiterst precieze vorm van scalpel in de geneeskunde voor het verwijderen van kankerachtige tumoren of het repareren van het optische hoornvlies bij mensen met een falende gezichtsvermogen.