تُصدر الليزرات الضوء إما بشكل مستمر أو على شكل سلسلة من النبضات. وتندرج تحت فئة الليزرات فائقة السرعة مجموعة من الليزرات التي تُنتج نبضات بيكو ثانية، أو فيمتوثانية، أو حتى نانوثانية بترددات تكرار مختلفة. ضمن هذه المجموعة، تُصدر ليزرات الفيمتوثانية نبضات بأمد نبضة في نطاق الفيمتوثانية (1 فمتوثانية = 10-15 ثانية)، تتراوح عادةً بين بضع فيمتوثانية ومئات الفيمتوثانية.
كيف يُنتج الليزر نبضات الفيمتو ثانية؟
من الناحية التقنية، تُنتج أنواع مختلفة من الليزرات نبضات الفيمتوثانية. من بينها ليزرات الحالة الصلبة وليزرات الألياف، وليزرات الصبغة، وليزرات أشباه الموصلات، بالإضافة إلى بعض الأنواع غير التقليدية. فكيف يُمكن إذًا جعل الليزر يُصدر نبضات بدلاً من انبعاث الموجات المستمر؟
في معظم الحالات، يحدث ذلك في مرنان ليزر الفيمتوثانية. يُشكّل الطول الموجي المُحتجز داخل مرنان بصري عددًا مُحددًا من الموجات المستقرة التي تختلف في أطوالها الموجية، وفقًا لظروف الرنين. كلما اتسع طيف طول موجة الليزر، زاد عدد الموجات المستقرة أو الأنماط داخل مرنان الليزر. ويعتمد عدد هذه الأنماط أيضًا على النطاق الطيفي لوسط الكسب في ليزرات الفيمتوثانية.
مزايا وتطبيقات ليزرات الفيمتوثانية
تُركز ليزرات الفيمتوثانية الطاقة على نطاق زمني قصير جدًا ضمن نبضة ليزر واحدة. يؤدي ذلك إلى طاقات ذروة عالية تتجاوز بكثير طاقات الذروة التي يمكن تحقيقها باستخدام ليزرات الموجة المستمرة. إن توفير مخرجات ليزر فائقة السرعة وعالية الكثافة يفتح آفاقًا جديدة لجميع أنواع تطبيقات الليزر.
في التطبيقات الصناعية، مثل معالجة المواد، تُقلل النبضات فائقة القصر من الضرر الحراري الذي يلحق بالمادة. تعمل نبضة الليزر كمصدر حرارة مكثفة محصورة مكانيًا، مما يُبخّر المادة في البؤرة بسرعة كبيرة دون تبديد حرارة كبير في المنطقة المحيطة.
ومن المزايا الأخرى للتطبيقات الجديدة قصر مدة نبضة الليزر، مما يُمكّن من استخدام ليزرات الفيمتوثانية لمراقبة العمليات فائقة القصر والتحكم فيها، على سبيل المثال في علم الأحياء أو الكيمياء.

جامعة المستقبل الجامعة الاولى في العراق