laserpulssit

Laserpulssit ovat lyhyitä valonpurkauksia, joiden kesto on erittäin pieni, tyypillisesti pikosekunteja tai femtosekunteja. Pulssin aikana energia tiivistyy lyhyelle ajanjaksolle, jolloin huippupainatus on korkea ja valon vuorovaikutus kohteen kanssa voidaan hallita tarkasti ajallisesti.

Pulssit muodostetaan yleensä käyttämällä mode-locking-tekniikkaa, Q-kytkentää tai chirped-pulse amplificationia (CPA). Näiden tekniikoiden avulla voidaan tuottaa toistuvia pulssijonoja, joiden toistotaajuus on muutamasta kilohertseistä useisiin megahertseihin, ja yhden pulssin energia voi olla nanojouleista mikrojouleihin. Pulssin pituus on tyypillisesti pikosekunteista femtosekunteihin. Yleisimmät gain-mediamediat ovat Ti:sapphire-, Nd:YAG- sekä kuitalasereita, joiden laajat spektrit mahdollistavat erittäin laajat pulssit ja monipuoliset käyttökohteet.

Pulssin ominaisuuksia mitataan ja analysoidaan useilla tekniikoilla. Yleisiä menetelmiä ovat autokorrelointi sekä FROG- (frequency-resolved optical gating) ja SPIDER-tekniikat. Spektrin ja ajallisen profiilin yhdessä kuvaamalla voidaan arvioida pulssin aika- ja taajuusominaisuuksien rajoja, kuten time-bandwidth productia.

Sovellukset kattavat sekä tutkimuksen että teollisuuden. Ultrahajan kemian ja spektroskopian tutkimus hyödyntää pump-probe -menetelmiä, ja mikroskopiassa käytetään multiphotonimikroskopiaa sekä muita aikaseurannan tekniikoita. Lääketieteessä femtosekuntilaserit mahdollistavat tarkat leikkaukset ja kudoksen muokkaukset pienemmältä vaurioilta. Lisäksi laserpulssit ovat keskeisiä LIDAR-järjestelmissä, pintakäsittelyssä sekä telekommunikaatioon ja metrologiaan liittyvissä sovelluksissa.