サブナノ秒レーザはパルス持続時間がナノ秒レベルのレーザであり、主に高精度測距、材料加工、レーザレーダなどの分野に用いられる。
サブナノ秒レーザとは、ナノ秒レベルのパルス持続時間を有するレーザを指す。1ナノ秒は10の負の9乗秒(1 ns=10 ^−9 s)に等しい。サブナノ秒レーザのパルス持続時間は比較的長く、一般的には数ナノ秒〜数十ナノ秒である。サブナノ秒レーザは材料加工、物質表面改質、医学研究などの分野でよく用いられる。サブナノ秒レーザは全光ファイバ光学方案を用いて設計され、高出力、高周波、高精度、サブナノ秒パルス、近回折ビーム品質は、半導体、光起電力、新エネルギーなどの精密マイクロ加工分野で広く応用される見通しがある。
サブナノ秒レーザの核心原理は粒子数反転、誘導放射増幅及びパルス圧縮技術の協同作用に基づいて、エネルギー放出を正確に制御することによりサブナノ秒級パルス出力を実現する。
サブナノ秒レーザとは、パルス幅が1ナノ秒(10µ秒)未満であり、通常ピコ秒(10µ²秒)から数百フェムト秒(10µ秒)の間にあるレーザを指す。特徴:
高ピーク電力:短パルス幅はエネルギーを短時間で放出させ、材料除去を実現する。
高精度加工:熱損傷領域が小さく、マイクロナノ級切断、彫刻及び穴あけに適している。
多波長出力:周波数逓倍技術により1064 nm、532 nm、355 nmなどの波長を出力でき、異なる材料の需要に適応できる。
高繰り返し周波数:一部のモデルは数百kHzに達し、加工効率を向上させることができる。
技術原理
粒子数反転:ポンプ源(例えばレーザーダイオード)により利得媒質を励起し、高エネルギー級粒子数が低エネルギー級より多いことを実現する。
誘導放射増幅:粒子は外来光子によって遷移を誘発され、同周波数、位相、偏光の光子を放射し、共振器反射増幅によってレーザー光を形成する。
パルス圧縮技術:電気光学変調器または音響光学変調器を用いてパルス幅をサブナノ秒レベルに圧縮し、ピーク電力を高める。