パルスレーザーのパルス幅

パルス幅はパルスの持続時間を指し、その範囲は通常ナノ秒（ns、10^-9秒）からフェムト秒（fs、10^-15秒）。異なるパルス幅のパルスレーザーは、さまざまな用途に適しています。

- 短いパルス幅（ピコ秒/フェムト秒）:

割れを低減する壊れやすい材料（ガラス、サファイアなど）の精密加工に最適です。

- 長いパルス幅 (ナノ秒): 金属切断、溶接、および熱効果が必要なその他の用途に適しています。

- フェムト秒レーザー: 周囲の組織へのダメージを最小限に抑えながら正確な切開を行うことができるため、眼科手術 (LASIK など) で使用されます。

- 超短パルス: 分子振動や化学反応などの超高速の動的プロセスの研究に使用されます。

パルス幅は、ピークパワー（P_ピーク= パルスエネルギー / パルス幅。パルス幅が短いほど、同じ単一パルスエネルギーに対するピーク電力は高くなります。また、熱効果にも影響します。ナノ秒のような長いパルス幅は、材料に熱を蓄積させ、溶融や熱損傷につながる可能性があります。一方、ピコ秒やフェムト秒のような短いパルス幅は、熱影響部を減らした「冷間加工」を可能にします。

ファイバーレーザーは通常、次の技術を使用してパルス幅を制御および調整します。

1. Q スイッチング: 共振器の損失を定期的に変化させて高エネルギーパルスを生成することで、ナノ秒パルスを生成します。

2. モードロック: 共振器内の縦モードを同期させることにより、ピコ秒またはフェムト秒の超短パルスを生成します。

3. 変調器または非線形効果: たとえば、ファイバーまたは飽和吸収体で非線形偏光回転 (NPR) を使用してパルス幅を圧縮します。