सन् १९६० मा मामानले पहिलो पटक लेजर पल्स आउटपुट प्राप्त गरेपछि, लेजर पल्स चौडाइको मानव कम्प्रेसनको प्रक्रियालाई लगभग तीन चरणमा विभाजन गर्न सकिन्छ: Q-स्विचिङ टेक्नोलोजी स्टेज, मोड-लकिङ टेक्नोलोजी स्टेज, र चिरप्ड पल्स एम्प्लीफिकेशन टेक्नोलोजी स्टेज। Chirped पल्स एम्प्लीफिकेशन (CPA) फेमटोसेकेन्ड लेजर एम्प्लीफिकेशनको समयमा ठोस-राज्य लेजर सामग्रीहरूद्वारा उत्पन्न आत्म-केन्द्रित प्रभावलाई पार गर्न विकसित गरिएको नयाँ प्रविधि हो। यसले पहिले मोड-लक लेजरहरूद्वारा उत्पन्न अल्ट्रा-सर्ट पल्सहरू प्रदान गर्दछ। "सकारात्मक चरप", पल्स चौडाइलाई पिकोसेकेन्ड वा एम्प्लीफिकेशनको लागि नानोसेकेन्डमा विस्तार गर्नुहोस्, र त्यसपछि पर्याप्त ऊर्जा प्रवर्धन प्राप्त गरेपछि पल्स चौडाइ कम्प्रेस गर्न चरप क्षतिपूर्ति (नकारात्मक चरप) विधि प्रयोग गर्नुहोस्। फेमटोसेकेन्ड लेजरहरूको विकास ठूलो महत्त्वको छ। सन् १९९० अघि,femtosecond लेजरवाइड गेन ब्यान्डविथको साथ डाई लेजर मोड-लकिङ प्रविधि प्रयोग गरी दालहरू प्राप्त गरिएको थियो। यद्यपि, डाई लेजरको मर्मत र व्यवस्थापन अत्यन्तै जटिल छ, जसले यसको प्रयोगलाई सीमित गर्दछ। Ti:Sapphire क्रिस्टलको गुणस्तरको सुधारको साथ, छोटो क्रिस्टलहरू पनि छोटो पल्स दोलन प्राप्त गर्न पर्याप्त उच्च लाभहरू प्राप्त गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। 1991 मा, Spence et al। पहिलो पटक सेल्फ-मोड-लक Ti:Sapphire femtosecond लेजर विकास गर्यो। 60fs पल्स चौडाइ Ti:Sapphire femtosecond लेजरको सफल विकासले femtosecond लेजरहरूको प्रयोग र विकासलाई धेरै बढावा दियो। 1994 मा, 10fs भन्दा कम लेजर पल्स प्राप्त गर्न chirped पल्स एम्प्लीफिकेशन टेक्नोलोजीको प्रयोग, हाल केर लेन्स सेल्फ-मोड लकिङ टेक्नोलोजी, अप्टिकल प्यारामेट्रिक चिर्पड पल्स एम्प्लिफिकेशन टेक्नोलोजी, गुहा खाली गर्ने टेक्नोलोजी, मल्टि-पास एम्प्लिफिकेशन टेक्नोलोजी, इत्यादिको सहयोगमा। लेजर बनाउन सक्छ पल्स चौडाइ एटोसेकेन्ड डोमेनमा प्रवेश गर्न 1fs भन्दा कममा संकुचित गरिएको छ, र लेजर पल्सको शिखर पावर पनि टेरावाट (1TW=10^12W) बाट पेटवाट (1PW=10^15W) मा बढाइएको छ। लेजर टेक्नोलोजीमा यी प्रमुख सफलताहरूले धेरै क्षेत्रहरूमा व्यापक र गहिरो परिवर्तनहरू ट्रिगर गरेको छ। भौतिक विज्ञानको क्षेत्रमा, फेमटोसेकेन्ड लेजर द्वारा उत्पन्न अल्ट्रा-उच्च-तीव्रता विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रले सापेक्षिक न्यूट्रोनहरू उत्पन्न गर्न सक्छ, र प्रत्यक्ष रूपमा परमाणुहरू र अणुहरूलाई पनि हेरफेर गर्न सक्छ। डेस्कटप आणविक फ्यूजन लेजर उपकरणमा, ड्युटेरियम-ट्रिटियम आणविक क्लस्टरहरू विकिरण गर्न फेमटोसेकेन्ड लेजर पल्स प्रयोग गरिन्छ। यसले परमाणु संलयन प्रतिक्रिया सुरु गर्न सक्छ र ठूलो संख्यामा न्यूट्रोनहरू उत्पादन गर्न सक्छ। जब फेमटोसेकेन्ड लेजरले पानीसँग अन्तरक्रिया गर्छ, यसले हाइड्रोजन आइसोटोप ड्युटेरियमलाई परमाणु फ्युजन प्रतिक्रियाबाट गुज्रन सक्छ, जसले ठूलो मात्रामा ऊर्जा उत्पन्न गर्दछ। आणविक फ्युजन नियन्त्रण गर्न फेमटोसेकेन्ड लेजरहरू प्रयोग गरेर नियन्त्रणयोग्य आणविक फ्यूजन ऊर्जा प्राप्त गर्न सकिन्छ। ब्रह्माण्ड भौतिकी प्रयोगशालामा, फेमटोसेकेन्ड लेजरहरूको अल्ट्रा-उच्च-तीव्रता प्रकाश पल्सहरूद्वारा उत्पन्न उच्च-ऊर्जा-घनत्व प्लाज्माले मिल्की वे र जमिनमा ताराहरूको आन्तरिक घटना पुन: उत्पादन गर्न सक्छ। फेमटोसेकेन्ड समय रिजोल्युसन विधिले फेमटोसेकेन्डको टाइम स्केलमा नानोस्पेस र तिनीहरूको आन्तरिक इलेक्ट्रोनिक अवस्थाहरूमा राखिएका अणुहरूको परिवर्तनहरू स्पष्ट रूपमा अवलोकन गर्न सक्छ। बायोमेडिसिनको क्षेत्रमा, फेमटोसेकेन्ड लेजरहरूको उच्च शिखर शक्ति र शक्ति घनत्वको कारणले गर्दा, विभिन्न गैर-रैखिक प्रभावहरू जस्तै मल्टिफोटोन आयनीकरण र आत्म-केन्द्रित प्रभावहरू प्रायः विभिन्न सामग्रीहरूसँग अन्तरक्रिया गर्दा उत्पन्न हुन्छन्। एकै समयमा, फेमटोसेकेन्ड लेजर र जैविक ऊतकहरू बीचको अन्तरक्रिया समय जैविक ऊतकहरूको थर्मल विश्राम समयको तुलनामा नगण्य छ (एनएसको क्रममा)। जैविक तन्तुहरूको लागि, केही डिग्रीको तापक्रम वृद्धिले स्नायुहरूमा दबाबको लहर बन्नेछ। कोशिकाहरूले कोशिकाहरूलाई पीडा र तातो क्षति उत्पन्न गर्दछ, त्यसैले फेमटोसेकेन्ड लेजरले पीडारहित र तातो-रहित उपचार प्राप्त गर्न सक्छ। फेमटोसेकेन्ड लेजरसँग कम ऊर्जा, सानो क्षति, उच्च सटीकता र त्रि-आयामिक ठाउँमा कडा स्थितिको फाइदाहरू छन्, जसले बायोमेडिकल क्षेत्रको विशेष आवश्यकताहरू अधिकतम हदसम्म पूरा गर्न सक्छ। फेमटोसेकेन्ड लेजर लामो पल्स लेजरहरू (जस्तै Er:YAG), क्याल्सिफिकेशन, क्र्याक र नराम्रो सतहहरूबाट हुने मेकानिकल तनाव र थर्मल तनावको प्रभावलाई बेवास्ता गर्दै, कुनै किनारा क्षति बिना सफा र सफा च्यानलहरू प्राप्त गर्न दाँतको उपचार गर्न प्रयोग गरिन्छ। जब फेमटोसेकेन्ड लेजर जैविक तन्तुहरूको राम्रो काटनमा लागू गरिन्छ, जैविक तन्तुहरूसँग फेमटोसेकेन्ड लेजरको अन्तरक्रियाको क्रममा प्लाज्मा ल्युमिनेसेन्सलाई स्पेक्ट्रमद्वारा विश्लेषण गर्न सकिन्छ, र हड्डीको तन्तु र कार्टिलेज तन्तु पहिचान गर्न सकिन्छ, ताकि के निर्धारण गर्न र नियन्त्रण गर्न सकिन्छ। सर्जिकल उपचार प्रक्रियामा पल्स ऊर्जा आवश्यक छ। यो प्रविधि स्नायु र मेरुदण्डको शल्यक्रियाको लागि ठूलो महत्त्वको छ। 630-1053nm को तरंग दैर्ध्य दायरा भएको femtosecond लेजरले सुरक्षित, सफा, उच्च परिशुद्धता नन-थर्मल सर्जिकल काट्ने र मानव मस्तिष्कको तन्तुको पृथक्करण गर्न सक्छ। 1060nm को तरंग लम्बाइ, 800fs को पल्स चौडाइ, 2kHz को एक पल्स दोहोरिने फ्रिक्वेन्सी, र 40¼J को पल्स ऊर्जा संग एक femtosecond लेजरले सफा, उच्च-परिशुद्धता कोर्नियल काट्ने कार्यहरू गर्न सक्छ। फेमटोसेकेन्ड लेजरमा कुनै थर्मल क्षति नहुने विशेषताहरू छन्, जुन लेजर मायोकार्डियल रिभास्कुलराइजेसन र लेजर एन्जियोप्लास्टीको लागि ठूलो महत्त्वको छ। 2002 मा, जर्मनीको ह्यानोभर लेजर केन्द्रले नयाँ पोलिमर सामग्रीमा भास्कुलर स्टेन्ट संरचनाको सफलता उत्पादन पूरा गर्न फेमटोसेकेन्ड लेजर प्रयोग गर्यो। अघिल्लो स्टेनलेस स्टील स्टेन्टको तुलनामा, यो भास्कुलर स्टेन्टमा राम्रो बायोकम्प्याटिबिलिटी र जैविक अनुकूलता छ। कोरोनरी हृदय रोगको उपचारको लागि डिग्रेडेबिलिटी धेरै महत्त्वपूर्ण छ। क्लिनिकल परीक्षण र बायोसेसहरूमा, फेमटोसेकेन्ड लेजर टेक्नोलोजीले स्वचालित रूपमा सूक्ष्म स्तरमा जीवहरूको जैविक ऊतकहरू काट्न सक्छ, र उच्च-परिभाषा त्रि-आयामी छविहरू प्राप्त गर्न सक्छ। यो टेक्नोलोजी क्यान्सरको निदान र उपचार र जनावर 368 आनुवंशिक उत्परिवर्तनको अध्ययनको लागि ठूलो महत्त्वको छ। जेनेटिक इन्जिनियरिङको क्षेत्रमा। सन् २००१ मा जर्मनीका के.कोनिगले Ti:Sapphire प्रयोग गरेfemtosecond लेजरमानव डीएनए (क्रोमोजोम) मा नानोस्केल अपरेशनहरू गर्न (न्यूनतम काट्ने चौडाइ 100nm)। सन् २००२ मा उ.इर्लापुर र कोइङले एfemtosecond लेजरक्यान्सर कोशिका झिल्लीमा उल्टाउन मिल्ने माइक्रोपोर बनाउन, र त्यसपछि डीएनएलाई यो प्वालबाट सेलमा प्रवेश गर्न अनुमति दियो। पछि, कोशिकाको आफ्नै वृद्धिले प्वाल बन्द गर्यो, यसरी सफलतापूर्वक जीन स्थानान्तरण प्राप्त भयो। यस प्रविधिसँग उच्च विश्वसनीयता र राम्रो प्रत्यारोपण प्रभावको फाइदाहरू छन्, र स्टेम सेलहरू सहित विभिन्न कोशिकाहरूमा विदेशी आनुवंशिक सामग्री प्रत्यारोपण गर्नको लागि ठूलो महत्त्व छ। सेल इन्जिनियरिङ्को क्षेत्रमा, फेमटोसेकेन्ड लेजरहरू कोशिका झिल्लीलाई हानी नगरी जीवित कोशिकाहरूमा न्यानो-सर्जरी अपरेशनहरू प्राप्त गर्न प्रयोग गरिन्छ। यी फेमटोसेकेन्ड लेजर अपरेशन प्रविधिहरू जीन थेरापी, सेल गतिशीलता, सेल ध्रुवता, औषधि प्रतिरोध, र कोशिकाका विभिन्न घटकहरू र सबसेलुलर विषम संरचनाको अनुसन्धानको लागि सकारात्मक महत्त्व छ। अप्टिकल फाइबर संचारको क्षेत्रमा, सेमीकन्डक्टर ओप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरण सामग्रीको प्रतिक्रिया समय "अड्चन" हो जसले सुपर कमर्शियल गति अप्टिकल फाइबर संचारलाई प्रतिबन्धित गर्दछ। फेमटोसेकेन्ड सुसंगत नियन्त्रण प्रविधिको प्रयोगले सेमीकन्डक्टर अप्टिकल स्विचहरूको गति 10000Gbit/s पुग्छ, जुन अन्ततः क्वान्टम मेकानिक्सको सैद्धान्तिक सीमामा पुग्न सक्छ। । थप रूपमा, फेमटोसेकेन्ड लेजर पल्सको फोरियर वेभफर्म आकार दिने प्रविधि ठूलो क्षमताको अप्टिकल संचारमा लागू गरिन्छ जस्तै टाइम डिभिजन मल्टिप्लेक्सिङ, वेभलेन्थ डिभिजन मल्टिप्लेक्सिङ र कोड डिभिजन मल्टिपल एक्सेस, र 1Tbit/s को डाटा ट्रान्समिशन दर प्राप्त गर्न सकिन्छ। अल्ट्रा ठीक प्रशोधन को क्षेत्र मा, को बलियो आत्म-केन्द्रित प्रभावfemtosecond लेजरपारदर्शी मिडियामा पल्सले लेजर फोकल स्पटलाई विवर्तन सीमा भन्दा सानो बनाउँछ, जसले पारदर्शी सामग्री भित्र सूक्ष्म विस्फोटहरू उप-माइक्रोन व्यासको साथ स्टेरियो पिक्सेलहरू बनाउँछ। यो विधि प्रयोग गरेर, उच्च-घनत्व त्रि-आयामी अप्टिकल भण्डारण गर्न सकिन्छ, र भण्डारण घनत्व 10^12bits/cm3 पुग्न सक्छ। र छिटो डेटा पढ्ने, लेखन, र समानान्तर डेटा अनियमित पहुँच महसुस गर्न सक्नुहुन्छ। छेउछाउको डाटा बिट तहहरू बीचको क्रसस्टक धेरै सानो छ, र त्रि-आयामी भण्डारण प्रविधि हालको ठूलो भण्डारण प्रविधिको विकासमा नयाँ अनुसन्धान दिशा भएको छ। अप्टिकल वेभगाइडहरू, बीम स्प्लिटरहरू, कप्लरहरू, आदि एकीकृत अप्टिक्सका आधारभूत अप्टिकल कम्पोनेन्टहरू हुन्। कम्प्युटर-नियन्त्रित प्रशोधन प्लेटफर्ममा फेमटोसेकेन्ड लेजरहरू प्रयोग गरेर, कुनै पनि आकारको दुई-आयामी र तीन-आयामी अप्टिकल वेभगाइडहरू सामग्री भित्र कुनै पनि स्थानमा बनाउन सकिन्छ। , बीम स्प्लिटर, कप्लर र अन्य फोटोनिक उपकरणहरू, र मानक अप्टिकल फाइबरसँग जोड्न सकिन्छ, फेमटोसेकेन्ड लेजर प्रयोग गरेर फोटोसेन्सिटिभ गिलास भित्र 45 डिग्री माइक्रो-मिरर पनि बनाउन सकिन्छ, र अब 3 आन्तरिक माइक्रो-मिररहरू मिलेर बनेको अप्टिकल सर्किट उत्पादन गरिएको छ। , 4mmx5mm को क्षेत्रमा बीम 270° घुमाउन सक्छ। थप वैज्ञानिक रूपमा, संयुक्त राज्य अमेरिकाका वैज्ञानिकहरूले भर्खरै फेमटोसेकेन्ड लेजरहरू प्रयोग गरेका छन् 1 सेमी-लामो गेन अप्टिकल वेभगाइड सिर्जना गर्न, जसले 1062nm नजिक 3dB/cm को संकेत प्राप्त गर्न सक्छ। फाइबर ब्राग ग्रेटिङ्मा प्रभावकारी फ्रिक्वेन्सी चयन विशेषताहरू छन्, फाइबर सञ्चार प्रणालीसँग जोड्न सजिलो छ र कम हानि छ। त्यसकारण, यसले फ्रिक्वेन्सी डोमेनमा रिच ट्रान्समिशन विशेषताहरू प्रदर्शन गर्दछ र फाइबर अप्टिक उपकरणहरूको अनुसन्धान हटस्पट भएको छ। 2000 मा, कावामोरा के एट अल। पहिलो पटक सतह राहत होलोग्राफिक ग्रेटिङ्हरू प्राप्त गर्न दुई इन्फ्रारेड फेमटोसेकेन्ड लेजर इन्टरफेरोमेट्री प्रयोग गरियो। पछि, उत्पादन प्रविधि र प्रविधिको विकास संग, 2003 मा Mihaiby। S et al। प्रयोग गरिएको Ti: नीलमणि फेमटोसेकेन्ड लेजर पल्सहरू संचार फाइबरको कोरमा रिफ्लेक्टिव ब्राग ग्रेटिङ्हरू प्राप्त गर्न शून्य-अर्डर चरण प्लेटहरूसँग जोडिएको। यसमा उच्च अपवर्तक सूचकांक मोड्युलेसन दायरा र राम्रो तापमान स्थिरता छ। फोटोनिक क्रिस्टल अन्तरिक्षमा अपवर्तक सूचकांकको आवधिक मोड्युलेसनको साथ एक डाइलेक्ट्रिक संरचना हो, र यसको परिवर्तन अवधि प्रकाशको तरंगदैर्ध्यको परिमाणको समान क्रम हो। फोटोनिक क्रिस्टल यन्त्र एउटा नयाँ-नयाँ यन्त्र हो जसले फोटोनको प्रसारलाई नियन्त्रण गर्दछ, र फोटोनिक्सको क्षेत्रमा अनुसन्धान हटस्पट भएको छ। 2001 मा, Sun HB et al। जर्मेनियम-डोपेड सिलिका गिलासमा मनमानी जालीहरूसँग फोटोनिक क्रिस्टलहरू बनाउन फेम्टोसेकेन्ड लेजरहरू प्रयोग गरियो, जसले व्यक्तिगत रूपमा व्यक्तिगत परमाणुहरू चयन गर्न सक्छ। 2003 मा, सर्बिन जे एट अल। 200nm भन्दा कमको संरचना आकार र 450nm को अवधिको साथ त्रि-आयामी माइक्रोस्ट्रक्चरहरू र फोटोनिक क्रिस्टलहरू प्राप्त गर्न अकार्बनिक-जैविक हाइब्रिड सामग्रीहरूको दुई-फोटोन पोलिमराइजेशन प्रेरित गर्न फेमटोसेकेन्ड लेजर प्रयोग गरियो। Femtosecond लेजरहरूले माइक्रोफोटोनिक उपकरण प्रशोधनको क्षेत्रमा सफलता हासिल गरेका छन्, जसले गर्दा दिशात्मक कनेक्टरहरू, ब्यान्डपास फिल्टरहरू, मल्टिप्लेक्सरहरू, अप्टिकल स्विचहरू, तरंग लम्बाइ कन्भर्टरहरू, र मोड्युलेटरहरूलाई अन्य कम्पोनेन्टहरूसँग "चिप" प्लानर लाइटवेभ लूपहरूमा प्रशोधन गर्न सकिन्छ। इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू प्रतिस्थापन गर्न फोटोनिक उपकरणहरूको लागि आधारशिला राखियो। फोटोमास्क र लिथोग्राफी प्रविधि माइक्रोइलेक्ट्रोनिक्सको क्षेत्रमा एक प्रमुख प्रविधि हो, जुन प्रत्यक्ष रूपमा एकीकृत सर्किट उत्पादनहरूको गुणस्तर र उत्पादन दक्षतासँग सम्बन्धित छ। Femtosecond लेजरहरू photomask को दोषहरू मर्मत गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ, र मर्मत गरिएको लाइन चौडाइ 100nm भन्दा कमको शुद्धतामा पुग्न सक्छ। दfemtosecond लेजरप्रत्यक्ष लेखन प्रविधि छिटो र प्रभावकारी रूपमा उच्च गुणस्तर फोटोमास्क निर्माण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। यी परिणामहरू माइक्रोका लागि धेरै महत्त्वपूर्ण छन् इलेक्ट्रोनिक प्रविधिको विकास ठूलो महत्त्वको छ।
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
