Эта статья - печатное пособие к очередному тематическому видео, в котором данная тема освещена более детально.
Я прекрасно понимаю, что читателю – не подготовленному технически, довольно сложно ориентироваться в таких отчаянно физических нюансах. Но не стоит унывать! Я тоже не физик. И даже по специальности мне не нужно знать как устроен тот или иной лазер – для этого есть специально обученный человек- инженер. Но, согласитесь, сложно стать МАСТЕРОМ, и при этом не желая разобраться во всех деталях. Еще сложнее быть МАСТЕРОМ и не пытаться помочь разобраться другим, чтобы вместе со своими читателями-зрителями-пациентами находиться в единой категории знания и мышления.
Фемтосекундный лазер- что это?
В первую очередь скажу , что фемтолазер и эксимерный лазер – это все же 2 разных лазера.
ФЕМТОлазер ,этот тот лазер с помощью которого проводят операцию – ФЕМТО-ЛАСИК.
Но сегодня я вам расскажу не про операцию, а про сам фемтолазер.
Фемтосекундный лазер.
Это лазер, который относится к категории – высокочастотных. Это лазер, работающий в импульсном режиме.
То есть проще- он работает прерывисто. И длительность его периода работы измеряется в ФЕМТОсекундах.
Фемтосекунда – да, это отрезок времени, в котором действует лазер.
1 – фемтосекунда РАВНА 1й КВАДРИЛЛИОННОЙ ДОЛЕ секунды!
То есть 1 фемтосекунда = 10-15-17c. ( 10 в минус 15й-17й секунды)
Легко можно сказать , что работа такого лазера состоит из мгновений.
А существующие лазеры ультракоротких импульсов могут достигать длительности порядка 5 фемтосекунд.
УСТРОЙСТВО
Фемтолазер особенный , он устроен интереснее и сложнее других лазеров ( например , содержит не два , а более зеркал ). НО основные принципиальные составляющие его части абсолютно те же , что и у обычного непрерывного лазера.
Итак, состоит фемтосекундный лазер и 3х основных элементов:
1. Активной среды
( Как помните , в эксимерном лазере активная среда – газ. Но в ФЕМТО ЛАЗЕРЕ-активная среда НЕ обязательно ГАЗ! Это может быть растворы красителей, титан-сапфировая активная среда, диоды и даже определенные виды стекла!
2. Резонатор из 2х зеркал ( помните, одно из зеркал полупрозрачное- чтобы выпускать когерентный луч лазера)
3. Очень важный элемент ФЕМТОЛАЗЕРА – это среда накачки – ЭТО специальный пусковой ЛАЗЕР НАКАЧКИ ,ДА, это как лазер в лазере, вот этот пусковой лазер – он и есть газовый ( аргоновый или криптоновый) , но он не живет отдельно , это просто еще один необходимый элемент в сложной структуре фемтолазера ! И нужен он , чтобы запустить, активировать СРЕДУ фемтолазера.
Возможность достигать таких сверхкоротких импульсов впервые была реализована с использованием лазеров на КРАСИТЕЛЯХ, когда удалось получить импульсы длительностью 0,1 пикосек, то есть 100 фс.
ОСНОВНОЙ МЕХАНИЗМ РАБОТЫ.
Основной механизм получения таких импульсов заключается в СИНХРОНИЗАЦИИ.
СИНХРОНИЗАЦИЯ МОД,
Что это за МОДЫ ?
МОДЫ- стоячие электромагнитные волны которые могут возбуждаться в оптическом резонаторе лазера. Эти колебания характеризуются собственной частотой.
И качество лазера в плане генерирования этих ультракоротких импульсов напрямую зависит от количества в нем мод. Т.е. определенных электромагнитных волн, которые должны синхронизироваться. Волны образуют стоячую волну. И мы помним , что в лазере есть 2 зеркала. Поэтому амплитуда волны при многократном отражении от стенок резонатора сильно возрастает! Пока не достигнет прорыва ( через полупрозрачное зеркало) И чем больше таких мод , тем выше качество генерирования ультракоротких импульсов. Т.е импульсы следуют со стабильной частотой. Квазинепрерывно.
На словах возможно все проще , чем в действительности. Поэтому я сейчас усложню. Это важное усложнение.
Синхронизация МОД- которая дает возможность существовать и работать ФЕМТОлазеру.
Она бывает АКТИВНАЯ и ПАССИВНАЯ.
Активная синхронизация в настоящее время почти не используется из-за сложности устройства.
Нас интересует ПАССИВНАЯ синхронизация. То есть , упрощая, внутри фемтолазера находится специальная среда- насыщающий поглотитель, который помещается в оптический резонатор лазера.
ОН формирует высокий пик интенсивности, ну то есть проще говоря – отсеивает низкоинтенсивные импульсы и усиливает импульсы высокие.
Пассивная синхронизация обеспечивает большую стабильность, но зато существуют проблемы с запуском системы фемтолазера , сконструированной по типу пассивной синхронизации. Особенно после простоя.
Поэтому, не нужно позволять фемтолазеру простаивать)