منذ أن حصل Maman لأول مرة على خرج نبضة ليزر في عام 1960 ، يمكن تقسيم عملية ضغط الإنسان لعرض نبضة الليزر تقريبًا إلى ثلاث مراحل: مرحلة تقنية Q-switching ، ومرحلة تقنية قفل الوضع ، ومرحلة تقنية تضخيم النبض النحيف. تضخيم النبض الزقزقي (CPA) عبارة عن تقنية جديدة تم تطويرها للتغلب على تأثير التركيز الذاتي الناتج عن مواد ليزر الحالة الصلبة أثناء تضخيم ليزر الفيمتوثانية. يوفر أولاً نبضات قصيرة جدًا يتم إنشاؤها بواسطة الليزر المغلق. "غرد إيجابي" ، قم بتوسيع عرض النبضة إلى بيكو ثانية أو حتى نانوثانية للتضخيم ، ثم استخدم طريقة تعويض الزقزقة (غرد سلبي) لضغط عرض النبضة بعد الحصول على تضخيم طاقة كافٍ. تطوير ليزر الفمتوثانية له أهمية كبيرة. قبل عام 1990 ،ليزر الفيمتو ثانيةتم الحصول على نبضات باستخدام تقنية قفل الوضع بالليزر الصبغي مع عرض نطاق عريض للكسب. ومع ذلك ، فإن صيانة وإدارة صبغة الليزر أمر معقد للغاية ، مما يحد من تطبيقه. مع تحسين جودة بلورات Ti: Sapphire ، يمكن أيضًا استخدام بلورات أقصر للحصول على مكاسب عالية بما يكفي لتحقيق تذبذب نبضي قصير. في عام 1991 ، سبنس وآخرون. طور لأول مرة ليزر Ti: الياقوت الفيمتو ثانية مغلق الوضع ذاتيًا. أدى التطوير الناجح لعرض النبضة 60fs Ti: ليزر الفيمتو الياقوتي إلى تعزيز تطبيق وتطوير ليزر الفيمتو ثانية. في عام 1994 ، تم استخدام تقنية تضخيم النبض النقيق للحصول على نبضات ليزر أقل من 10fs ، حاليًا بمساعدة تقنية قفل الوضع الذاتي لعدسة Kerr ، وتقنية تضخيم النبضات الضوئية ، وتقنية إفراغ التجويف ، وتقنية التضخيم متعدد التمريرات ، إلخ. يمكن أن تجعل الليزر يتم ضغط عرض النبضة إلى أقل من 1fs للدخول إلى مجال الأتوثانية ، كما تزداد قوة الذروة لنبض الليزر من تيراوات (1TW = 10 ^ 12W) إلى بيتاوات (1PW = 10 ^ 15W). أحدثت هذه الاختراقات الكبيرة في تقنية الليزر تغييرات واسعة النطاق ومتعمقة في العديد من المجالات. في مجال الفيزياء ، يمكن أن يولد المجال الكهرومغناطيسي عالي الكثافة الناتج عن ليزر الفيمتوثانية نيوترونات نسبية ، ويمكنه أيضًا التلاعب مباشرة بالذرات والجزيئات. على جهاز سطح المكتب بالليزر للاندماج النووي ، يتم استخدام نبضة ليزر فيمتوثانية لإشعاع مجموعات جزيئية من الديوتيريوم والتريتيوم. يمكن أن يبدأ تفاعل الاندماج النووي وينتج عددًا كبيرًا من النيوترونات. عندما يتفاعل ليزر الفيمتو ثانية مع الماء ، يمكن أن يتسبب في أن يخضع نظير الهيدروجين ديوتيريوم لتفاعل اندماج نووي ، مما يولد كميات هائلة من الطاقة. يمكن أن يؤدي استخدام ليزر الفيمتوثانية للتحكم في الاندماج النووي إلى الحصول على طاقة اندماج نووي يمكن التحكم فيها. في مختبر فيزياء الكون ، يمكن للبلازما عالية الكثافة الطاقية الناتجة عن نبضات ضوئية عالية الكثافة من ليزر الفمتوثانية أن تعيد إنتاج الظواهر الداخلية لمجرة درب التبانة والنجوم على الأرض. يمكن لطريقة تحليل زمن الفيمتوثانية أن تلاحظ بوضوح تغيرات الجزيئات الموضوعة في الفضاء النانوي وحالاتها الإلكترونية الداخلية على المقياس الزمني للفيمتوثانية. في مجال الطب الحيوي ، نظرًا لقوة الذروة العالية وكثافة طاقة ليزر الفمتوثانية ، غالبًا ما تحدث تأثيرات غير خطية مختلفة مثل التأين متعدد الفوتونات وتأثيرات التركيز الذاتي عند التفاعل مع مواد مختلفة. في الوقت نفسه ، فإن وقت التفاعل بين ليزر الفيمتوثانية والأنسجة البيولوجية ضئيل مقارنة بوقت الاسترخاء الحراري للأنسجة البيولوجية (بترتيب ns). بالنسبة للأنسجة البيولوجية ، فإن ارتفاع درجة الحرارة بضع درجات سيصبح موجة ضغط للأعصاب. تنتج الخلايا الألم وتلفًا حراريًا للخلايا ، لذلك يمكن أن يحقق ليزر الفيمتو علاجًا غير مؤلم وخالٍ من الحرارة. يتميز ليزر الفيمتو ثانية بمزايا الطاقة المنخفضة والضرر الصغير والدقة العالية والموضع الصارم في الفضاء ثلاثي الأبعاد ، والذي يمكن أن يلبي الاحتياجات الخاصة للمجال الطبي الحيوي إلى أقصى حد. يستخدم ليزر الفيمتو في علاج الأسنان للحصول على قنوات نظيفة ومرتبة دون أي تلف في الحافة ، وتجنب تأثير الإجهاد الميكانيكي والإجهاد الحراري الناجم عن ليزر النبض الطويل (مثل Er: YAG) والتكلس والشقوق والأسطح الخشنة. عندما يتم تطبيق ليزر الفيمتو ثانية على القطع الناعم للأنسجة البيولوجية ، يمكن تحليل تألق البلازما أثناء تفاعل ليزر الفيمتو مع الأنسجة البيولوجية عن طريق الطيف ، ويمكن التعرف على أنسجة العظام وأنسجة الغضاريف ، وذلك لتحديد ما هو والتحكم فيه. الطاقة النبضية ضرورية في عملية العلاج الجراحي. هذه التقنية لها أهمية كبيرة في جراحة الأعصاب والعمود الفقري. ليزر الفيمتو ثانية بمدى طول موجي من 630-1053 نانومتر يمكنه إجراء قطع واستئصال جراحي غير حراري آمن ونظيف وعالي الدقة لأنسجة المخ البشري. ليزر فيمتوثانية بطول موجي 1060 نانومتر ، وعرض نبضة 800fs ، وتردد تكرار النبضة 2 كيلو هرتز ، وطاقة نبضية 40μJ يمكن أن يؤدي عمليات قطع القرنية النظيفة عالية الدقة. يتميز ليزر الفيمتو ثانية بخصائص عدم وجود ضرر حراري ، وهو أمر ذو أهمية كبيرة لإعادة توعية عضلة القلب بالليزر ورأب الأوعية الدموية بالليزر. في عام 2002 ، استخدم مركز هانوفر لليزر في ألمانيا ليزر الفيمتوثانية لإكمال الإنتاج الهائل لهيكل دعامة الأوعية الدموية على مادة بوليمر جديدة. بالمقارنة مع الدعامة السابقة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ، تتمتع هذه الدعامة الوعائية بتوافق حيوي جيد وتوافق بيولوجي. التحلل له أهمية كبيرة في علاج أمراض القلب التاجية. في الاختبارات السريرية والمقايسات الحيوية ، يمكن لتقنية ليزر الفيمتو ثانية قطع الأنسجة البيولوجية للكائنات الحية على المستوى المجهري والحصول على صور ثلاثية الأبعاد عالية الدقة. هذه التكنولوجيا لها أهمية كبيرة في تشخيص وعلاج السرطان ودراسة 368 طفرة جينية حيوانية. في مجال الهندسة الوراثية. في عام 2001 ، استخدم K.Konig من ألمانيا Ti: Sapphireليزر الفيمتو ثانيةلإجراء عمليات نانوية على الحمض النووي البشري (الكروموسومات) (الحد الأدنى لعرض القطع 100 نانومتر). في عام 2002 ، استخدم كل من U.irlapur و Koing ملفليزر الفيمتو ثانيةلصنع مسام صغير قابل للانعكاس في غشاء الخلية السرطانية ، ومن ثم السماح للحمض النووي بدخول الخلية من خلال هذا الثقب. في وقت لاحق ، أدى نمو الخلية إلى إغلاق الفتحة ، وبالتالي تحقيق نقل الجينات بنجاح. تتمتع هذه التقنية بمزايا الموثوقية العالية وتأثير الزرع الجيد ، ولها أهمية كبيرة في زرع مادة وراثية غريبة في خلايا مختلفة بما في ذلك الخلايا الجذعية. في مجال هندسة الخلايا ، يتم استخدام ليزر الفيمتو لإجراء عمليات جراحية في الخلايا الحية دون الإضرار بغشاء الخلية. تقنيات عملية ليزر الفيمتو ثانية لها أهمية إيجابية لبحوث العلاج الجيني ، وديناميات الخلية ، وقطبية الخلية ، ومقاومة الأدوية ، والمكونات المختلفة للخلايا والبنية غير المتجانسة دون الخلوية. في مجال اتصالات الألياف الضوئية ، فإن وقت استجابة مواد الأجهزة الإلكترونية الضوئية شبه الموصلة هو "عنق الزجاجة" الذي يقيد اتصالات الألياف الضوئية ذات السرعة التجارية الفائقة. إن تطبيق تكنولوجيا التحكم المتماسك فيمتوثانية يجعل سرعة المفاتيح الضوئية لأشباه الموصلات تصل إلى 10000 جيجابت / ثانية ، والتي يمكن أن تصل أخيرًا إلى الحد النظري لميكانيكا الكم. . بالإضافة إلى ذلك ، يتم تطبيق تقنية تشكيل شكل الموجة فورييه لنبضات ليزر الفيمتو ثانية على الاتصالات الضوئية ذات السعة الكبيرة مثل تعدد الإرسال بتقسيم الوقت وتعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي والوصول المتعدد بتقسيم الكود ، ويمكن الحصول على معدل نقل بيانات يبلغ 1 تيرابايت / ثانية. في مجال المعالجة فائقة الدقة ، يكون تأثير التركيز الذاتي القوي لـليزر الفيمتو ثانيةتجعل النبضات في الوسائط الشفافة النقطة البؤرية لليزر أصغر من حد الانعراج ، مما يتسبب في حدوث انفجارات دقيقة داخل المادة الشفافة لتكوين وحدات بكسل استريو بأقطار شبه ميكرون. باستخدام هذه الطريقة ، يمكن إجراء تخزين ضوئي ثلاثي الأبعاد عالي الكثافة ، ويمكن أن تصل كثافة التخزين إلى 10 ^ 12 بت / سم 3. ويمكنه تحقيق قراءة سريعة للبيانات وكتابتها والوصول العشوائي إلى البيانات المتوازية. الحديث المتبادل بين طبقات بت البيانات المتجاورة صغير جدًا ، وأصبحت تقنية التخزين ثلاثي الأبعاد اتجاهًا بحثيًا جديدًا في تطوير تقنية التخزين كبير السعة الحالية. تعد الأدلة الموجية الضوئية ، ومقسمات الحزمة ، والمقرنات ، وما إلى ذلك ، المكونات البصرية الأساسية للبصريات المتكاملة. باستخدام ليزر الفيمتو ثانية على منصة معالجة يتحكم فيها الكمبيوتر ، يمكن عمل أدلة موجية ضوئية ثنائية وثلاثية الأبعاد من أي شكل في أي موضع داخل المادة. ، مقسم الشعاع ، والمقرنة والأجهزة الضوئية الأخرى ، ويمكن أن يقترن بالألياف الضوئية القياسية ، باستخدام ليزر الفيمتو ثانية يمكن أيضًا صنع مرآة دقيقة بزاوية 45 درجة داخل الزجاج الحساس للضوء ، والآن تم إنتاج دائرة ضوئية مكونة من 3 مرايا داخلية دقيقة ، يمكن أن تجعل الشعاع يدور 270 درجة في مساحة 4 مم × 5 مم. بشكل أكثر علميًا ، استخدم العلماء في الولايات المتحدة مؤخرًا ليزر الفيمتو ثانية لإنشاء دليل موجي ضوئي للكسب يبلغ طوله 1 سم ، والذي يمكن أن يولد زيادة إشارة تبلغ 3 ديسيبل / سم بالقرب من 1062 نانومتر. تتميز شبكة Fibre Bragg بخصائص اختيار التردد الفعالة ، ومن السهل أن تقترن بنظام اتصالات الألياف ولديها خسارة منخفضة. لذلك ، فهي تتميز بخصائص إرسال غنية في مجال التردد وأصبحت نقطة ساخنة للبحث في أجهزة الألياف البصرية. في عام 2000 ، Kawamora K et al. استخدام اثنين من مقاييس التداخل بالليزر تحت الحمراء الفيمتو ثانية للحصول على حواجز شبكية ثلاثية الأبعاد لتخفيف السطح لأول مرة. في وقت لاحق ، مع تطور تكنولوجيا الإنتاج والتكنولوجيا ، في عام 2003 ميهيبي. S وآخرون. تم استخدام نبضات ليزر Ti: Sapphire femtosecond جنبًا إلى جنب مع لوحات طور الترتيب الصفري للحصول على حواجز شبكية Bragg عاكسة على قلب ألياف الاتصال. لديها نطاق تعديل معامل الانكسار العالي واستقرار درجة حرارة جيدة. البلورة الضوئية هي بنية عازلة مع تعديل دوري لمؤشر الانكسار في الفضاء ، وفترة تغييرها هي نفس حجم الطول الموجي للضوء. الجهاز البلوري الفوتوني هو جهاز جديد تمامًا يتحكم في انتشار الفوتونات ، وأصبح نقطة ساخنة للبحث في مجال الضوئيات. في عام 2001 ، صن ح ب وآخرون. استخدم ليزر الفيمتو ثانية لتصنيع بلورات فوتونية ذات مشابك عشوائية في زجاج السيليكا المغطى بالجرمانيوم ، والذي يمكنه اختيار الذرات الفردية بشكل فردي. في عام 2003 ، Serbin J et al. استخدم ليزر الفيمتو للحث على بلمرة ثنائية الفوتون للمواد الهجينة غير العضوية والعضوية للحصول على هياكل مجهرية ثلاثية الأبعاد وبلورات فوتونية بحجم هيكل أقل من 200 نانومتر وفترة 450 نانومتر. حققت ليزر الفيمتو ثانية نتائج مذهلة في مجال معالجة الجهاز الميكروفوتوني ، بحيث يمكن معالجة الموصلات الاتجاهية ، ومرشحات تمرير النطاق ، والمضاعفات ، والمفاتيح الضوئية ، ومحولات الطول الموجي ، والمعدِّلات على "رقاقة" حلقات الموجة الضوئية المستوية مع مكونات أخرى ممكنة. وضع الأساس للأجهزة الضوئية لتحل محل الأجهزة الإلكترونية. تعد تقنية القناع الضوئي والطباعة الحجرية تقنية أساسية في مجال الإلكترونيات الدقيقة ، والتي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بجودة منتجات الدوائر المتكاملة وكفاءة إنتاجها. يمكن استخدام ليزر الفيمتو ثانية لإصلاح عيوب القناع الضوئي ، ويمكن أن يصل عرض الخط الذي تم إصلاحه إلى دقة أقل من 100 نانومتر. الليزر الفيمتو ثانيةيمكن استخدام تقنية الكتابة المباشرة لتصنيع أقنعة ضوئية عالية الجودة بسرعة وفعالية. هذه النتائج مهمة جدًا بالنسبة للجزئي. إن تطوير التكنولوجيا الإلكترونية له أهمية كبيرة.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
