Con el rápido desarrollo de la tecnología láser, el láser ultrarrápido aparece en los ojos de las personas. Tiene un pulso ultracorto único, características súper-fuertes y puede obtener un pico de intensidad de luz alto con una energía de pulso baja. La aparición de la tecnología de amplificación de pulso chirriado (CPA) mejora enormemente la intensidad del láser ultrarrápido.
A diferencia del láser de pulso largo- tradicional y del láser continuo, el láser ultrarrápido tiene un pulso láser ultracorto, lo que hace que el ancho del espectro del pulso láser sea muy grande. Un espectro tan amplio tiene aplicaciones importantes en el estudio de los niveles de energía atómica, la química de enlaces láser, etc.
Para posicionarse ultrarrápido frente a otras fuentes convencionales, sopese laPros y contras de los diferentes tipos de láser..
De acuerdo con las características del pulso láser ultrarrápido, podemos utilizar el método de sonda de bomba-para fotografiar la interacción entre el pulso láser y la materia en diferentes momentos, con el fin de obtener las características de todo el proceso. Este método se ha aplicado en diversos campos, como en el estudio de la dinámica de reacción de átomos y moléculas y la observación del movimiento de electrones, utilizando un pulso láser de femtosegundo o incluso un pulso de attosegundo para observar el proceso de reacción mediante el método de sonda de bomba-.
El régimen de attosegundos en el extremo está cubierto enAplicaciones del láser pulsado de attosegundos..
Cuando la densidad de potencia máxima del láser ultrarrápido enfocado es superior a 1012 w/cm2, la intensidad del campo eléctrico es mayor que la del átomo. Proporciona un campo eléctrico muy fuerte y extremadamente alto, que puede exceder la fuerza de unión de los electrones de la banda de valencia, haciendo que el sistema electrónico de moléculas y átomos cambie enormemente. Utilizando esta propiedad, podemos estudiar los fenómenos peculiares dentro del átomo causados por el láser ultrarrápido. Además, el láser ultrarrápido también muestra otras características diferentes, como una pequeña área afectada por el calor, el efecto puede exceder el límite de difracción óptica y excelentes características de selección espacial.
La interacción entre los impulsos láser ultrarrápidos y superintensos y la materia es uno de los temas de investigación más activos en la actualidad. Tiene una amplia gama de aplicaciones en nuevos aceleradores de partículas, fuentes de rayos X-de alta energía ultrarrápidas, etc. Al mismo tiempo, contiene muchos temas de investigación teóricos y experimentales que involucran muchas ramas importantes de la física, como la física láser, la física atómica y molecular, la óptica no lineal, la física del plasma, la termodinámica, etc.
Con el desarrollo continuo de la tecnología de pulsos láser ultracortos, se han producido experimentalmente pulsos ultracortos periódicos de alta-intensidad, lo que proporciona medios experimentales sin precedentes y condiciones físicas extremas para el estudio de la interacción entre la luz y la materia. Ha abierto un nuevo campo de investigación de la interacción entre la luz y la materia, produjo la llamada-óptica no lineal extrema, enriqueció enormemente el contenido de investigación de la óptica y amplió la investigación de la interacción entre el láser y diversas formas de materia, como átomos, moléculas, iones, grupos electrónicos y plasmas hasta el fuerte campo de alta no linealidad y relatividad.
En el proceso de interacción entre el láser ultrarrápido superintenso y la materia, con la mejora continua de la intensidad del láser, aumentan todo tipo de efectos no lineales, como armónicos de orden alto-, ionización de umbral, ionización de túnel, etc. Además, el pulso láser ultracorto periódico pierde las características periódicas únicas del fenómeno ondulatorio, lo que conduce a una serie de nuevos fenómenos y leyes físicas. Proporciona una nueva herramienta experimental para el control coherente, la óptica no lineal y el control del paquete de ondas electrónicas SUBPERIÓDICAS recién surgido. También proporciona una nueva escala de medición del tiempo, el attosegundo, que puede tener un impacto importante en muchas disciplinas.
En el aspecto del procesamiento de materiales, desde la aparición de un láser ultrarrápido, debido a su tiempo ultrarrápido y características de alto valor máximo, puede concentrar energía de manera rápida y precisa en el área de acción y realizar el tratamiento en frío sin fusión en caliente de casi todos los materiales. Se obtienen las ventajas de alta precisión y bajo daño que el láser tradicional no puede igualar. Estas ventajas únicas del láser de microsegundos se han utilizado ampliamente en el microprocesamiento de materiales, la fabricación de nanoestructuras, dispositivos de fotones, almacenamiento de alta-densidad, bioingeniería médica, etc.
La ciencia del láser ultra-rrápido es un tema nuevo muy joven, que está en vísperas de un gran avance. En los últimos años, con el avance y la comercialización de la tecnología láser de picosegundos, femtosegundos y fibra ultrarrápida de alta potencia, el láser ultrarrápido ha pasado del laboratorio a la producción y aplicación industrial práctica, convirtiéndose en una dirección de moda en el mundo académico y en la industria de aplicaciones láser.
El láser ultrarrápido puede resolver muchos problemas de procesamiento que son difíciles de lograr con métodos convencionales, como alto, preciso, nítido, duro, difícil, etc., lograr una capacidad de procesamiento, calidad y eficiencia de procesamiento asombrosas, y generar importantes beneficios económicos y sociales.
Con el lanzamiento y el desarrollo de la "industria 4.0" y el "hecho en China 2025" en Alemania, la demanda de fabricación de alta-fabricación inteligente y de alta-precisión aumentará significativamente en el futuro, y el láser ultrarrápido y la tecnología avanzada de micro-nano procesamiento marcarán el comienzo de nuevas oportunidades para un rápido desarrollo. Se estima que el volumen total del mercado del láser ultrarrápido superará los 1.500 millones de dólares en 2020.