Forbairt agus cur i bhfeidhm teicneolaíochta léasair femtosecond
2021-12-15
Ós rud é go bhfuair Maman aschur cuisle léasair den chéad uair i 1960, is féidir an próiseas comhbhrú daonna de leithead cuisle léasair a roinnt go garbh i dtrí chéim: céim teicneolaíochta Q-athrú, céim teicneolaíochta glasála modh, agus céim teicneolaíochta aimplithe cuisle chirped. Is teicneolaíocht nua é aimpliú cuisle chirped (CPA) a forbraíodh chun an éifeacht féinfhócasaithe a ghineann ábhair léasair soladach-stáit le linn aimplithe léasair femtosecond a shárú. Soláthraíonn sé bíoga ultra-ghearr ar dtús ginte ag léasair mhodh-ghlas. "Chirp dearfach", an leithead cuisle a leathnú go picoseconds nó fiú nanoseconds le haghaidh aimplithe, agus ansin bain úsáid as an modh cúitimh chirp (chirp diúltach) chun an leithead cuisle a chomhbhrú tar éis aimpliú fuinnimh leordhóthanach a fháil. Tá tábhacht mhór ag baint le forbairt léasair femtosecond. Roimh 1990,léasair femtosecondfuarthas bíoga ag baint úsáide as teicneolaíocht glasála modh léasair ruaime le bandaleithead gnóthachain leathan. Mar sin féin, tá cothabháil agus bainistiú an léasair lí thar a bheith casta, rud a chuireann teorainn lena chur i bhfeidhm. Le feabhas a chur ar cháilíocht chriostail Ti:Sapphire, is féidir criostail níos giorra a úsáid freisin chun gnóthachain atá sách ard a fháil chun ascalú bíge gearr a bhaint amach. I 1991, rinne Spence et al. d'fhorbair sé léasair Ti:Sapphire femtosecond féin-ghlais den chéad uair. Chuir forbairt rathúil léasair Ti:Sapphire femtosecond leithead 60fs chun cinn go mór feidhmiú agus forbairt léasair femtosecond. I 1994, úsáid teicneolaíocht aimplithe cuisle chirped chun bíoga léasair a fháil níos lú ná 10fs, faoi láthair le cabhair ó theicneolaíocht glasála féin-mhód lionsa Kerr, teicneolaíocht aimplithe cuisle paraiméadracha optúla chirped, teicneolaíocht fholmhú cuas, teicneolaíocht aimplithe il-pas, etc. is féidir léasair a dhéanamh Tá an leithead bíge comhbhrúite go dtí níos lú ná 1fs chun dul isteach san fhearann attosecond, agus méadaítear buaicchumhacht an chuisle léasair freisin ó terawatt (1TW = 10 ^ 12W) go petawatt (1PW = 10 ^ 15W). Tá na mórathruithe seo i dteicneolaíocht léasair tar éis athruithe fairsinge agus doimhne a spreagadh i go leor réimsí. I réimse na fisice, is féidir leis an réimse leictreamaighnéadach ultra-ard-déine a ghineann an léasair femtosecond neodrón choibhneasta a ghiniúint, agus féadann sé adaimh agus móilíní a ionramháil go díreach freisin. Ar ghléas léasair comhleá núicléach deisce, úsáidtear cuisle léasair femtosecond chun braislí móilíneacha deoitéiriam-trítiam a ionradaíocht. Is féidir leis imoibriú comhleá núicléach a thionscnamh agus líon mór neodrón a tháirgeadh. Nuair a idirghníomhaíonn an léasair femtosecond le huisce, féadann sé imoibriú comhleá núicléach a dhéanamh ar an iseatóp hidrigine, rud a ghineann méideanna ollmhóra fuinnimh. Is féidir fuinneamh comhleá núicléach inrialaithe a fháil trí léasair femtosecond a úsáid chun comhleá núicléach a rialú. I Saotharlann Fisice na Cruinne, is féidir le plasma ard-dlúis fuinnimh a ghintear le bíoga solais ultra-ard-déine de léasair femtosecond feiniméin inmheánacha Bhealach na Bó Finne agus na réaltaí ar an talamh a atáirgeadh. Is féidir leis an modh réitigh ama femtosecond athruithe na móilíní a chuirtear i nanaspás agus a stáit leictreonacha inmheánacha a urramú go soiléir ar scála ama femtoseconds. I réimse na bithleighis, mar gheall ar bhuaic-chumhacht ard agus dlús cumhachta léasair femtosecond, is minic a dhéantar éifeachtaí neamhlíneacha éagsúla, mar shampla ianú multiphoton agus éifeachtaí féinfhócais nuair a bhíonn siad ag idirghníomhú le hábhair éagsúla. Ag an am céanna, tá an t-am idirghníomhaíochta idir an femtosecond léasair agus fíocháin bhitheolaíocha neamhshuntasach i gcomparáid le ham scíthe teirmeach fíocháin bhitheolaíocha (ar ordú ns). Maidir le fíocháin bhitheolaíocha, beidh ardú teochta cúpla céim ina thonn brú ar na nerves. Táirgeann na cealla damáiste pian agus teasa do na cealla, mar sin is féidir leis an léasair femtosecond cóireáil gan phian agus saor ó theas a bhaint amach. Tá na buntáistí a bhaineann le fuinneamh íseal, damáiste beag, cruinneas ard agus seasamh docht sa spás tríthoiseach ag léasair Femtosecond, a fhéadfaidh freastal ar riachtanais speisialta an réimse bithleighis a mhéid is mó. Úsáidtear an léasair femtosecond chun fiacla a chóireáil chun bealaí glan agus slachtmhar a fháil gan aon damáiste imeall, ag seachaint tionchar strus meicniúil agus strus teirmeach de bharr léasair fada bíseach (cosúil le Er:YAG), cailciú, scoilteanna agus dromchlaí garbh. Nuair a chuirtear an léasair femtosecond i bhfeidhm ar ghearradh fíneáil fíocháin bhitheolaíoch, is féidir an luminescence plasma le linn idirghníomhú an léasair femtosecond le fíocháin bhitheolaíocha a anailísiú de réir speictrim, agus is féidir fíochán cnámh agus fíochán cartilage a aithint, ionas go gcinnteofar agus a rialaítear cad é. ag teastáil sa phróiseas cóireála máinliachta Pulse fuinnimh. Tá tábhacht mhór ag baint leis an teicníc seo le haghaidh máinliacht nerve agus spine. Is féidir leis an léasair femtosecond le raon tonnfhad 630-1053nm gearradh máinliachta neamh-teirmeach sábháilte, glan, ard-chruinneas agus ablation fíocháin inchinn an duine a dhéanamh. Is féidir le léasair femtosecond le tonnfhad 1060nm, leithead cuisle de 800fs, minicíocht athrá cuisle de 2kHz, agus fuinneamh cuisle de 40μJ oibríochtaí gearrtha coirne glan, ard-chruinneas a dhéanamh. Tá tréithe gan aon damáiste teirmeach ag léasair femtosecond, a bhfuil tábhacht mhór aige le haghaidh ath-vascularization miócairdiach léasair agus angaplasty léasair. Sa bhliain 2002, d'úsáid Lárionad Léasair Hannover sa Ghearmáin léasair femtosecond chun táirgeadh cinn struchtúr stent soithíoch a chríochnú ar ábhar polaiméire nua. I gcomparáid leis an stent cruach dhosmálta roimhe seo, tá bith-chomhoiriúnacht mhaith agus comhoiriúnacht bhitheolaíoch ag an stent soithíoch seo. Tá tábhacht mhór ag baint le díghrádaithe maidir le cóireáil galar corónach croí. I dtástáil chliniciúil agus bith-thástálacha, is féidir le teicneolaíocht léasair femtosecond fíocháin bhitheolaíocha orgánaigh a ghearradh go huathoibríoch ar an leibhéal micreascópach, agus íomhánna tríthoiseach ard-sainmhínithe a fháil. Tá an-tábhacht ag baint leis an teicneolaíocht seo maidir le diagnóis agus cóireáil ailse agus staidéar a dhéanamh ar 368 sóchán géiniteach ainmhithe. I réimse na hinnealtóireachta géiniteach. Sa bhliain 2001, d'úsáid K.Konig na Gearmáine Ti:Sapphireléasair femtosecondoibríochtaí nanascála a dhéanamh ar DNA daonna (crómasóm) (leithead gearrtha íosta 100nm). Sa bhliain 2002, d'úsáid U.irlapur agus Koing aléasair femtoseconda dhéanamh ar micropore inchúlaithe i membrane cille ailse, agus DNA ansin cead dul isteach ar an cille tríd an poll. Níos déanaí, dhún na cille fás féin an poll, rud a aistriú géine a bhaint amach go rathúil. Tá an teicníocht na buntáistí a bhaineann le iontaofacht ard agus éifeacht trasphlandú maith, agus tá sé tábhacht mhór le haghaidh transplanting ábhar géiniteach choigríche i gcealla éagsúla lena n-áirítear cealla gas. I réimse na hinnealtóireachta cille, léasair femtosecond a úsáidtear chun oibríochtaí nana-máinliacht i cealla cónaithe a bhaint amach gan dochar a membrane cille. Tá na teicnící a oibriú femtosecond léasair tábhacht dearfach don taighde géinteiripe, dinimic ceall, polaraíocht cille, friotaíocht drugaí, agus na comhpháirteanna éagsúla de chealla agus struchtúr ilchineálach subcellular. I réimse na cumarsáide snáithíní optúla, is é an t-am freagartha d'ábhair fheiste optoelectronic leathsheoltóra an "bac" a chuireann srian ar chumarsáid snáithíní optúla luas super-thráchtála. Trí theicneolaíocht rialaithe comhleanúnach femtosecond a chur i bhfeidhm, sroicheann luas na lasca optúla leathsheoltóra 10000Gbit/s, rud a fhéadfaidh teorainn theoiriciúil na meicnic chandamach a bhaint amach ar deireadh. . Ina theannta sin, cuirtear teicneolaíocht múnlaithe tonnform Fourier de phulsanna léasair femtosecond i bhfeidhm ar chumarsáid optúil mór-acmhainn amhail ilphléacsáil roinnte ama, ilphléacsáil rannáin tonnfhaid agus ilrochtain roinnte cód, agus is féidir ráta tarchurtha sonraí de 1Tbit / s a fháil. I réimse na próiseála ultra-fíneáil, tá an éifeacht láidir féin-dírithe deléasair femtosecondbíoga sna meáin thrédhearcacha déanann an láthair fócasach léasair níos lú ná an teorainn díraonta, rud a fhágann go gcruthóidh micreaphléascthaí taobh istigh den ábhar trédhearcach picteilíní steirió le trastomhais fo-mhiocrón. Ag baint úsáide as an modh seo, is féidir stóráil optúil tríthoiseach ard-dlúis a dhéanamh, agus is féidir leis an dlús stórála 10 ^ 12bits/cm3 a bhaint amach. Agus is féidir a bhaint amach go tapa sonraí a léamh, a scríobh, agus sonraí comhthreomhara rochtain randamach. Tá an crosstalk idir sraitheanna giotán sonraí in aice láimhe an-bheag, agus tá teicneolaíocht stórála tríthoiseach tar éis éirí mar threoir nua taighde i bhforbairt na teicneolaíochta stórála mais reatha. Is iad tonntreoraithe optúla, scoilteoirí bíomaí, cúplóirí, etc. na comhpháirteanna optúla bunúsacha de optaic chomhtháite. Ag baint úsáide as léasair femtosecond ar ardán próiseála faoi rialú ríomhaire, is féidir tonn-treoraithe optúla déthoiseach agus tríthoiseach d'aon chruth a dhéanamh ag aon suíomh taobh istigh den ábhar. , Scoilteoir bhíoma, coupler agus gléasanna fótóinic eile, agus is féidir iad a chomhcheangal le snáithíní optúla caighdeánach, ag baint úsáide as léasair femtosecond is féidir micrea-scáthán 45 ° a dhéanamh freisin taobh istigh den ghloine photosensitive, agus anois tá ciorcad optúil comhdhéanta de 3 micrea-scáthán inmheánach táirgthe. , An féidir leis an bhíoma a rothlú 270 ° sa limistéar 4mmx5mm. Ar bhonn níos eolaíche, d’úsáid eolaithe sna Stáit Aontaithe léasair femtosecond le déanaí chun tonnthreoir optúil gnóthachan 1cm ar fad a chruthú, a fhéadfaidh gnóthachan comhartha 3dB/cm gar do 1062nm a ghiniúint. Tá tréithe éifeachtacha roghnúcháin minicíochta ag gríl Fiber Bragg, is furasta é a chomhcheangal le córas cumarsáide snáithíneach agus tá caillteanas íseal aige. Mar sin, taispeánann sé tréithe saibhre tarchurtha sa réimse minicíochta agus tá sé ina láthair taighde ar fheistí snáthoptaice. Sa bhliain 2000, Kawamora K et al. úsáid dhá thrasmhéadracht léasair femtosecond infridhearg chun grátálacha holagrafacha faoisimh dromchla a fháil den chéad uair. Níos déanaí, le forbairt na teicneolaíochta agus na teicneolaíochta táirgthe, i 2003 Mihaiby. S et al. úsáidtear bíoga léasair femtosecond Ti:Sapphire in éineacht le plátaí céime d'ordú nialasach chun grátálacha Bragg frithchaiteacha a fháil ar chroílár na snáithíní cumarsáide. Tá raon modhnú innéacs athraonta ard aige agus cobhsaíocht mhaith teochta. Is é an criostail photonic struchtúr tréleictreach le modhnú tréimhsiúil athraonta i spás, agus is é a thréimhse athraithe t-ordú céanna méadaíochta mar tonnfhad solais. Is é an gléas criostail photonic gléas úrnua a rialaíonn an iomadú na fótón, agus tháinig chun bheith ina hotspot taighde i réimse na fótóinic. Sa bhliain 2001, Sun H B et al. Léasair femtosecond úsáidtear chun fabricate criostail photonic le lattices treallach i gloine shilice gearmáiniam-dópáilte, is féidir a roghnú ina n-aonar adaimh aonair. Sa bhliain 2003, Serbin J et al. léasair femtosecond úsáidtear go gcothaíonn siad dhá-fótón Polymerization na n-ábhar hibrideach neamhorgánach-orgánach a fháil microstructures tríthoiseach agus criostail photonic le méid struchtúr níos lú ná 200nm agus tréimhse 450nm. Tá torthaí cinn bainte amach ag léasair Femtosecond i réimse na próiseála feiste micreafótónacha, ionas gur féidir nascóirí treorach, scagairí pasbhanna, ilphléacsóirí, lasca optúla, tiontairí tonnfhad, agus modhnóirí a phróiseáil ar "sliseanna" Is féidir lúba tonn-solais Planar le comhpháirteanna eile. Leagadh bunús le haghaidh feistí fótónacha chun gléasanna leictreonacha a athsholáthar. Tá teicneolaíocht Photomask agus lithography ina phríomhtheicneolaíocht i réimse na micrileictreonaic, a bhaineann go díreach le cáilíocht agus éifeachtúlacht táirgthe táirgí ciorcad comhtháite. Is féidir léasair Femtosecond a úsáid chun lochtanna an photomask a dheisiú, agus is féidir leis an leithead líne deisithe cruinneas níos lú ná 100nm a bhaint amach. Tá anléasair femtosecondis féidir teicneolaíocht scríbhneoireachta dírí a úsáid chun mascanna grianghraf ardchaighdeáin a mhonarú go tapa agus go héifeachtach. Tá na torthaí seo an-tábhachtach le haghaidh micrea Tá tábhacht mhór ag forbairt na teicneolaíochta leictreonach.
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
