レーザーは、連続的に、または一連のパルスで光を放射します。 超高速レーザーの見出しの下には、さまざまな繰返し周波数でピコ秒、フェムト秒、さらにはナノ秒のパルス幅を生成するレーザーの特定のグループがあります。 このグループ内で、フェムト秒レーザーは、フェムト秒の領域でパルス幅の光パルスを放射します（1 fs = 10 -15 s）通常、数フェムト秒から数百フェムト秒の範囲です。
レーザーはどのようにしてフェムト秒パルスを生成しますか？
技術的には、さまざまな種類のレーザーでフェムト秒パルスを生成できます。 それらの中には、いくつかのエキゾチックなタイプのほかに、ソリッド・ステート・バルク・レーザー、ファイバー・レーザー、色素レーザー、および半導体レーザーがあります。 では、どのようにしてレーザーを連続波放射の代わりにパルスを放射させることができるでしょうか？
ほとんどすべての場合、それはフェムト秒レーザーの共振器で発生します。 光共振器の内部に閉じ込められた光は、共振条件と一致して、波長が異なる一定数の定在波を形成します。 レーザー光のスペクトルが広いほど、レーザー共振器内に存在する定在波またはモードが多くなります。 これらのモードの数は、フェムト秒レーザーの利得媒体のスペクトル範囲にも依存します。
共振器内でレーザー・パルスを生成するために使用される実際の技術は、モードロックと呼ばれます。 通常、これらの共振器モードはすべて、ランダムに独立して振動します。 モードロックとは、共振器モードが同相で強制的に振動することを意味し、その結果、モード干渉が発生し、共振器間を移動して一方向に出て単一のレーザー・パルスを放出する鋭いレーザー・パルスが発生します。 原則として、発振で位相ロックされるモードが多いほど、達成できるパルス幅は短くなります。 フェムト秒レーザーは、パルス幅だけでなく、パルスの繰り返し周波数も異なります。 それらは数MHzからGHzの範囲である可能性があります。
フェムト秒レーザーのメリットと用途
フェムト秒レーザーは、単一のレーザー・パルス内の非常に短い時間スケールでエネルギーを集中させます。 それは、連続波レーザーによって達成可能なパワーピークをはるかに超える高いピーク・パワーにつながります。 超高速で高強度のレーザー出力を提供することで、あらゆる種類のレーザー・アプリケーションに新しい可能性が開かれます。
材料加工などの産業用途では、超短パルスが材料への熱損傷を低減します。 基本的に、レーザーパルスは、空間的に閉じ込められた強力な熱源として機能し、周囲の領域に強い熱を放散することなく、焦点内の材料を非常に急速に蒸発させます。
新しいアプリケーションのもう1つの利点は、レーザー・パルスの持続時間が非常に短いことです。これにより、フェムト秒レーザーを使用して、生物学や化学などの超短プロセスを観察および操作できます。
ノヴァンタのフェムト秒レーザー
ノヴァンタは、さまざまなアプリケーションに独自の機能を提供するフェムト秒レーザー技術とアプリケーション・ベースのシステムを開発しました。 タッカー・レーザー・ファミリーは、ポンプ・レーザーと発振器を組み合わせたモノブロック設計で、1 GHz〜10GHzの繰り返しレートのターンキー・システムを提供します。 venteonファミリーは、広帯域スペクトルパルスを持つ数サイクルフェムト秒レーザーで構成され、個々の仕様要求に重点を置いています。 ヘリックス・レーザーは可変発光波長で250MHzの繰り返し率を提供し、ゲッコ・ファミリーは70〜110MHzの繰り返し率と2つのポンプ・レーザーの選択肢を提供します。フェムト秒レーザー製品について、または詳細についてはお問い合わせください。