Развој и примена на фемтосекунда ласерска технологија
2021-12-15
Бидејќи Маман првпат го доби излезот на ласерски импулс во 1960 година, процесот на човечка компресија на ширината на ласерскиот пулс може грубо да се подели на три фази: фаза на технологија за префрлување Q, фаза на технологија за заклучување на режимот и фаза на технологија за засилување на чврчорениот импулс. Засилувањето на пулсот со чирпирано (CPA) е нова технологија развиена за да се надмине ефектот на самофокусирање генериран од ласерски материјали во цврста состојба за време на фемтосекундното ласерско засилување. Прво обезбедува ултра-кратки импулси генерирани од ласери со заклучен режим. „Позитивно чврчорење“, проширете ја ширината на пулсот на пикосекунди или дури наносекунди за засилување, а потоа користете го методот на компензација на чврчорење (негативно чврчорење) за да ја компресирате ширината на пулсот откако ќе добиете доволно засилување на енергијата. Развојот на фемтосекундните ласери е од големо значење. Пред 1990 г.фемтосекунди ласерпулсирањата беа добиени со користење на технологија за заклучување на режим на ласер со боја со широк опсег на засилување. Сепак, одржувањето и управувањето со ласерот за боја е исклучително комплицирано, што ја ограничува неговата примена. Со подобрување на квалитетот на кристалите Ti:Sapphire, може да се користат и пократки кристали за да се добијат доволно високи засилувања за да се постигне кратка пулсна осцилација. Во 1991 година, Спенс и сор. за прв пат разви фемтосекундски ласер Ti:Sapphire со само-режим. Успешниот развој на 60fs ширина на пулсот Ti:Sapphire femtosecond ласер во голема мера ја промовираше примената и развојот на фемтосекундните ласери. Во 1994 година, употребата на технологија за засилување на чврчореното пулсирање за добивање на ласерски импулси помали од 10fs, моментално со помош на технологијата за заклучување на саморежим на леќите Kerr, технологија за засилување на оптичко параметарско чукнато пулсирање, технологија за празнење празнина, технологија за засилување со повеќе премини, итн. може да направи ласер. Овие големи откритија во ласерската технологија предизвикаа обемни и длабински промени на многу полиња. Во полето на физиката, електромагнетното поле со ултра висок интензитет генерирано од фемтосекундниот ласер може да генерира релативистички неутрони, а исто така може директно да манипулира со атомите и молекулите. На десктоп ласерски уред за нуклеарна фузија, фемтосекундниот ласерски пулс се користи за зрачење на молекуларните кластери на деутериум-тритиум. Може да иницира реакција на нуклеарна фузија и да произведе голем број неутрони. Кога фемтосекундниот ласер е во интеракција со вода, може да предизвика водородниот изотоп деутериум да подлежи на реакција на нуклеарна фузија, генерирајќи огромни количини на енергија. Со користење на фемтосекундни ласери за контрола на нуклеарната фузија може да се добие контролирана нуклеарна фузија енергија. Во Лабораторијата за физика на Универзумот, плазмата со висока енергетска густина генерирана од светлосни импулси со ултра висок интензитет на фемтосекундните ласери може да ги репродуцира внатрешните феномени на Млечниот Пат и ѕвездите на земјата. Методот на временска резолуција во фемтосекунди може јасно да ги набљудува промените на молекулите поставени во нанопросторот и нивните внатрешни електронски состојби на временската скала од фемтосекунди. Во областа на биомедицината, поради високата врвна моќност и густина на моќноста на фемтосекундните ласери, често се предизвикуваат различни нелинеарни ефекти како што се мултифотонска јонизација и ефекти на самофокусирање при интеракција со различни материјали. Во исто време, времето на интеракција помеѓу фемтосекундниот ласер и биолошките ткива е незначително во споредба со времето на термичка релаксација на биолошките ткива (од редот на ns). За биолошките ткива, порастот на температурата за неколку степени ќе стане бран притисок на нервите. Клетките произведуваат болка и топлинско оштетување на клетките, така што фемтосекундниот ласер може да постигне безболен и без топлина третман. Фемтосекундниот ласер ги има предностите на ниска енергија, мали оштетувања, висока прецизност и строго позиционирање во тродимензионален простор, што може во најголема мера да ги задоволи посебните потреби на биомедицинското поле. Фемтосекундниот ласер се користи за лекување на забите за да се добијат чисти и уредни канали без никакво оштетување на рабовите, избегнувајќи го влијанието на механичкиот стрес и термичкиот стрес предизвикан од долги импулсни ласери (како Er:YAG), калцификација, пукнатини и груби површини. Кога фемтосекундниот ласер се применува на фино сечење на биолошките ткива, плазма луминисценцијата за време на интеракцијата на фемтосекундниот ласер со биолошките ткива може да се анализира по спектар, а коскеното ткиво и ткивото на 'рскавицата може да се идентификуваат, за да се утврди и контролира што е потребно во процесот на хируршки третман Пулсната енергија. Оваа техника е од големо значење за операција на нервите и 'рбетот. Фемтосекундниот ласер со опсег на бранова должина од 630-1053 nm може да изврши безбедно, чисто, високопрецизно нетермичко хируршко сечење и аблација на човечкото мозочно ткиво. Фемтосекунди ласер со бранова должина од 1060 nm, ширина на пулсот од 800 fs, фреквенција на повторување на пулсот од 2 kHz и пулсна енергија од 40 μ¼ J може да врши чисти, високопрецизни операции на сечење на рожницата. Фемтосекундниот ласер нема карактеристики на термичко оштетување, што е од големо значење за ласерска миокардна реваскуларизација и ласерска ангиопластика. Во 2002 година, Ласерскиот центар во Хановер во Германија користеше фемтосекундански ласер за да го заврши пробивот на производството на структурата на васкуларниот стент на нов полимерен материјал. Во споредба со претходниот стент од нерѓосувачки челик, овој васкуларен стент има добра биокомпатибилност и биолошка компатибилност. Разградливоста е од големо значење за третман на коронарна срцева болест. Во клиничкото тестирање и биоанализата, фемтосекундната ласерска технологија може автоматски да ги исече биолошките ткива на организмите на микроскопско ниво и да добие тридимензионални слики со висока дефиниција. Оваа технологија е од големо значење за дијагноза и третман на рак и проучување на животински 368 генетски мутации. Во областа на генетскиот инженеринг. Во 2001 година, K.Konig од Германија користеше Ti: Sapphireфемтосекунди ласерда се вршат операции на нано размери на човечка ДНК (хромозоми) (минимална ширина на сечење 100 nm). Во 2002 година, U.irlapur и Koing користеа aфемтосекунди ласерда направи реверзибилна микропора во клеточната мембрана на ракот, а потоа да дозволи ДНК да влезе во клетката преку оваа дупка. Подоцна, сопствениот раст на клетката ја затворил дупката, со што успешно се постигнува трансфер на гени. Оваа техника ги има предностите на високата доверливост и добриот ефект на трансплантација и е од големо значење за трансплантација на туѓ генетски материјал во различни клетки, вклучително и матични клетки. Во областа на клеточното инженерство, фемтосекундните ласери се користат за постигнување нано-хируршки операции во живи клетки без оштетување на клеточната мембрана. Овие техники на фемтосекунда ласерски операции имаат позитивно значење за истражувањето на генската терапија, клеточната динамика, клеточниот поларитет, отпорноста на лековите и различните компоненти на клетките и субклеточната хетерогена структура. Во областа на комуникацијата со оптички влакна, времето на одговор на материјалите од полупроводнички оптоелектронски уреди е „тесно грло“ што ја ограничува комуникацијата со оптички влакна со суперкомерцијална брзина. Примената на технологијата за кохерентна контрола на фемтосекунда прави брзината на полупроводничките оптички прекинувачи да достигне 10000 Gbit/s, што конечно може да ја достигне теоретската граница на квантната механика. . Дополнително, технологијата за обликување на брановидни форми на Фурие од фемтосекунда ласерски импулси се применува на оптички комуникации со голем капацитет како мултиплексирање со временска поделба, мултиплексирање со поделба на бранова должина и повеќекратен пристап со поделба на код, а може да се добие брзина на пренос на податоци од 1 Tbit/s. Во областа на ултра-фини обработка, силна само-фокусирање ефект нафемтосекунди ласерпулсирањата во проѕирните медиуми ја прават ласерската фокусна точка помала од границата на дифракција, предизвикувајќи микроексплозии во проѕирниот материјал за да формираат стерео пиксели со пречник од подмикрон. Користејќи го овој метод, може да се изврши тридимензионално оптичко складирање со висока густина, а густината на складирање може да достигне 10^12 бити/см3. И може да реализира брзо читање, пишување и паралелен случаен пристап на податоци. Разговорот помеѓу соседните слоеви на битови на податоци е многу мал, а технологијата за тродимензионално складирање стана нова истражувачка насока во развојот на тековната технологија за масовно складирање. Оптички брановоди, разделувачи на зрак, спојници итн. се основните оптички компоненти на интегрираната оптика. Со користење на фемтосекундни ласери на компјутерски контролирана платформа за обработка, може да се направат дводимензионални и тридимензионални оптички брановоди од која било форма на која било позиција во материјалот. , Сплитер на зрак, спојка и други фотонски уреди, а може да се спојат со стандардни оптички влакна, со помош на фемтосекундарен ласер може да се направи и 45 ° микро огледало во внатрешноста на фотосензитивно стакло, а сега е произведено оптичко коло составено од 3 внатрешни микро огледала , Може да направи зракот да се ротира за 270° во областа од 4mmx5mm. Понаучно, научниците во Соединетите Американски Држави неодамна користеа фемтосекундни ласери за да создадат оптички брановоден водич со засилување од 1 cm, кој може да генерира засилување на сигналот од 3dB/cm во близина на 1062nm. Решетката со влакна Браг има ефективни карактеристики за избор на фреквенција, лесно се спојува со системот за комуникација со влакна и има мала загуба. Затоа, тој покажува богати преносни карактеристики во доменот на фреквенција и стана жариште за истражување на уреди со оптички влакна. Во 2000 година, Кавамора К и сор. користеше две инфрацрвени фемтосекундни ласерски интерферометри за да се добијат површински релјефни холографски решетки за прв пат. Подоцна, со развојот на технологијата и технологијата на производство, во 2003 година Mihaiby. С и сор. користени Ti:Sapphire фемтосекундни ласерски импулси во комбинација со фазни плочи од нула ред за да се добијат рефлектирачки Bragg решетки на јадрото на комуникациските влакна. Има опсег на модулација со висок индекс на рефракција и добра температурна стабилност. Фотонскиот кристал е диелектрична структура со периодична модулација на индексот на прекршување во вселената, а неговиот период на промена е ист ред на големина како и брановата должина на светлината. Уредот со фотонски кристали е сосема нов уред кој го контролира ширењето на фотоните и стана жариште за истражување во областа на фотониката. Во 2001 година, Sun H B и сор. користел фемтосекундни ласери за производство на фотонски кристали со произволни решетки во силика стакло обложено со германиум, кое може поединечно да избира поединечни атоми. Во 2003 година, Serbin J et al. користел фемтосекундарен ласер за да предизвика двофотонска полимеризација на неорганско-органски хибридни материјали за да се добијат тридимензионални микроструктури и фотонски кристали со големина на структура помала од 200 nm и период од 450 nm. Фемтосекундните ласери постигнаа пробивни резултати на полето на обработка на микрофотонични уреди, така што конектори за насока, филтри за пропусници, мултиплексери, оптички прекинувачи, конвертори на бранова должина и модулатори може да се обработуваат на „чип“ Планирани светлосни јамки со други компоненти. Поставени се темели за фотонски уреди кои ќе ги заменат електронските уреди. Технологијата за фотомаска и литографија е клучна технологија во областа на микроелектрониката, која е директно поврзана со квалитетот и ефикасноста на производството на производите со интегрирано коло. Фемтосекундните ласери може да се користат за поправка на дефектите на фотомаската, а поправената ширина на линијата може да достигне точност помала од 100 nm. Нафемтосекунди ласертехнологијата за директно пишување може да се користи за брзо и ефикасно производство на висококвалитетни фотомаски. Овие резултати се многу важни за микро Развојот на електронската технологија е од големо значење.
Авторски права @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - Кина модули за оптички влакна, производители на ласери поврзани со влакна, добавувачи на ласерски компоненти Сите права се задржани.
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
