ความกว้างพัลส์ของเลเซอร์พัลส์

ความกว้างของพัลส์หมายถึงระยะเวลาของพัลส์ และช่วงโดยทั่วไปจะครอบคลุมตั้งแต่ระดับนาโนวินาที (ns, 10^-9วินาที) เป็นเฟมโตวินาที (fs, 10^-15วินาที) เลเซอร์แบบพัลส์ที่มีความกว้างพัลส์ต่างกันเหมาะสำหรับการใช้งานต่างๆ:

- ความกว้างพัลส์สั้น (Picosecond/Femtosecond):

เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการกลึงวัสดุที่เปราะบาง (เช่น แก้ว แซฟไฟร์) อย่างแม่นยำเพื่อลดรอยแตกร้าว

- ความกว้างพัลส์ยาว (นาโนวินาที): เหมาะสำหรับการตัดโลหะ การเชื่อม และการใช้งานอื่นๆ ที่ต้องการเอฟเฟกต์ความร้อน

- เลเซอร์เฟมโตวินาที: ใช้ในการผ่าตัดดวงตา (เช่น LASIK) เพราะสามารถตัดได้อย่างแม่นยำโดยสร้างความเสียหายต่อเนื้อเยื่อโดยรอบน้อยที่สุด

- พัลส์อัลตราสั้น: ใช้เพื่อศึกษาขั้นตอนไดนามิกที่รวดเร็วมาก เช่น การสั่นสะเทือนของโมเลกุลและปฏิกิริยาทางเคมี

ความกว้างของพัลส์ส่งผลต่อประสิทธิภาพของเลเซอร์ เช่น กำลังสูงสุด (P_{จุดสูงสุด}= พลังงานพัลส์/ความกว้างพัลส์ ยิ่งความกว้างพัลส์สั้นลง กำลังสูงสุดสำหรับพลังงานพัลส์เดียวเดียวกันก็จะยิ่งสูงขึ้น) นอกจากนี้ยังมีผลต่อความร้อนด้วย เช่น ความกว้างพัลส์ที่ยาว เช่น นาโนวินาที อาจทำให้เกิดการสะสมความร้อนในวัสดุ นำไปสู่การหลอมเหลวหรือความเสียหายจากความร้อน ส่วนความกว้างพัลส์ที่สั้น เช่น พิโควินาที หรือ เฟมโตวินาที ช่วยให้สามารถ "แปรรูปด้วยความเย็น" โดยมีบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนลดลง

โดยทั่วไปเลเซอร์ไฟเบอร์จะควบคุมและปรับความกว้างของพัลส์โดยใช้เทคนิคดังต่อไปนี้:

1. Q-Switching: สร้างพัลส์นาโนวินาทีโดยเปลี่ยนการสูญเสียเรโซเนเตอร์เป็นระยะๆ เพื่อสร้างพัลส์พลังงานสูง

2. การล็อคโหมด: สร้างพัลส์อัลตราสั้นระดับพิโควินาทีหรือเฟมโตวินาทีโดยการซิงโครไนซ์โหมดตามยาวภายในตัวเรโซเนเตอร์

3. ตัวปรับเปลี่ยนหรือผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้น: ตัวอย่างเช่น การใช้การหมุนโพลาไรเซชันที่ไม่เป็นเชิงเส้น (NPR) ในไฟเบอร์หรือตัวดูดซับที่อิ่มตัวเพื่อบีบอัดความกว้างของพัลส์