Largeur d'impulsion des lasers pulsés

La largeur d'impulsion fait référence à la durée de l'impulsion, et sa valeur se situe généralement entre la nanoseconde (ns) et 10⁻⁵.^-9secondes) à femtosecondes (fs, 10^-15secondes). Les lasers pulsés avec différentes largeurs d'impulsion conviennent à diverses applications :

- Largeur d'impulsion courte (picoseconde/femtoseconde) :

Idéal pour l'usinage de précision de matériaux fragiles (par exemple, le verre, le saphir) afin de réduire les fissures.

- Longue durée d'impulsion (nanoseconde) : Convient pour la découpe des métaux, le soudage et d'autres applications nécessitant des effets thermiques.

- Laser femtoseconde : utilisé en chirurgie oculaire (comme le LASIK) car il permet de réaliser des incisions précises avec des dommages minimes aux tissus environnants.

- Impulsions ultracourtes : utilisées pour étudier les processus dynamiques ultrarapides, tels que les vibrations moléculaires et les réactions chimiques.

La largeur d'impulsion influe sur les performances du laser, notamment sur sa puissance de crête (P)._culminer= énergie d'impulsion/largeur d'impulsion. Plus la largeur d'impulsion est courte, plus la puissance de crête est élevée pour une même énergie d'impulsion. Cela influe également sur les effets thermiques : les impulsions longues, comme les nanosecondes, peuvent provoquer une accumulation de chaleur dans les matériaux, entraînant leur fusion ou des dommages thermiques ; les impulsions courtes, comme les picosecondes ou les femtosecondes, permettent un « traitement à froid » avec des zones affectées thermiquement réduites.

Les lasers à fibre contrôlent et ajustent généralement la largeur d'impulsion à l'aide des techniques suivantes :

1. Commutation Q : Génère des impulsions nanosecondes en modifiant périodiquement les pertes du résonateur pour produire des impulsions à haute énergie.

2. Verrouillage de mode : Génère des impulsions ultracourtes de l'ordre de la picoseconde ou de la femtoseconde en synchronisant les modes longitudinaux à l'intérieur du résonateur.

3. Modulateurs ou effets non linéaires : Par exemple, en utilisant la rotation de polarisation non linéaire (NPR) dans les fibres ou les absorbeurs saturables pour comprimer la largeur d'impulsion.