Da sich ultraschnelle Laser von extrem umweltempfindlichen Giganten zu kompakten, hochzuverlässigen Laserquellen entwickelt haben, die für die Integration in industrielle Anwendungen geeignet sind, sind ihre Anwendungen immer weiter verbreitet, vom medizinischen Bereich bis zur kommerziellen Elektronikfertigung.
Um Ultrakurzpulslaser besser nutzen zu können, ist es wichtig, die Empfehlungen für den Betrieb von Ultrakurzpulslasern zu verstehen, einschließlich der Auswahl der besten Optik, der Einführung von Dispersions- und Zeitaberrationen und der Frage, wann eine Pulskomprimierung für eine Anwendung in Betracht gezogen werden sollte.
Bei der Auswahl der Optik können die technischen Herausforderungen, die mit ultraschnellen Lasern verbunden sind, die Wahl erschweren. Die erforderliche spektrale Abdeckung, die Laserzerstörschwelle (LDT) und die Dispersionsspezifikationen sind für Benutzer, die mit Dauerstrichlasern (CW) oder Lasern mit längeren Pulsen vertraut sind, möglicherweise nicht vertraut.
Die ultrakurzen Pulsbreiten und sehr hohen Spitzenleistungen ultraschneller Laser bieten vorteilhafte Voraussetzungen für vielfältige Anwendungen.
Spektroskopische Anwendungen. Seit der Einführung ultraschneller Laser ist ihr Einsatz in der Spektroskopie allgegenwärtig geworden. Die Reduzierung der Pulsdauer auf die Größenordnung von Femtosekunden ermöglicht die Beobachtung dynamischer Prozesse in allen Bereichen der Physik, Chemie und Biologie. Das Aufkommen ultraschneller Laser hat Möglichkeiten zur Erkennung atomarer Bewegungen eröffnet und unser Verständnis einer Reihe grundlegender Prozesse vertieft, darunter molekulare Schwingungen, Dissoziation und Energieübertragung von photosynthetischen Proteinen.
Bioimaging. Die extrem hohe Spitzenleistung ultraschneller Laser erzeugt nichtlineare Prozesse, die die Auflösung biologischer Bildgebung, wie beispielsweise der Multiphotonen-Mikrobildgebung, verbessern können. Um ein nichtlineares Signal aus einem biologischen Medium oder einem fluoreszierenden Ziel zu erzeugen, müssen sich zwei Photonen räumlich und zeitlich überlappen. Einzelphotonenprozesse sind sehr anfällig für Hintergrundrauschen, und nichtlineare Mechanismen können das Hintergrundrauschen erheblich reduzieren und so die Bildauflösung verbessern.
Lasermaterialbearbeitung. Ultrakurzpulslaser haben aufgrund ihrer ultrakurzen Pulsdauer die Lasermikrobearbeitung und Materialbearbeitung revolutioniert. Die Dauer des ultraschnellen Laserpulses selbst ist kürzer als die Zeit, die die Wärme benötigt, um in das Materialgitter zu diffundieren. Im Vergleich zu gepulsten Nanosekundenlasern bedeutet dies, dass ultraschnelle Laser eine viel kleinere Wärmeeinflusszone erzeugen, was geringere Schnittfugenverluste und eine präzisere Bearbeitung ermöglicht. Im medizinischen Bereich reduziert die hohe Präzision des ultraschnellen Laserschneidens Schäden am umliegenden Gewebe und verbessert das Patientenerlebnis.
