پالس فراکوتاه

در نورشناسی، یک پالس فراکوتاه ( به انگلیسی: ultrashort pulse ) یا پالس فوق کوتاه، که به عنوان رویداد فراتُند ( به انگلیسی: ultrafast event ) نیز شناخته می شود، یک پالس الکترومغناطیسی است که مدت زمان آن درحد یک پیکوثانیه ( ۱۲ - ۱۰ ثانیه ) یا کمتر است. چنین پالس هایی دارای طیف نوری فراخ باند هستند و می توانند توسط نوسانگرهای قفل مُدی ایجاد شوند. تقویت پالس های فراکوتاه تقریباً همیشه نیاز به فنّ تقویت پالس چیرپ دارد تا از آسیب به میانگیر بهره تقویت کننده جلوگیری شود.
آنها با شدت قلهٔ بالا ( به انگلیسی: high peak ) ( یا به عبارت صحیح تر، چگالی تابش ) مشخص می شوند که معمولاً منجر به برهم کنش های غیرخطی در مواد مختلف از جمله هوا می شود. این فرایندها در زمینه اپتیک غیرخطی مورد مطالعه قرار می گیرند.
در ادبیات تخصصی، «فراکوتاه» به محدوده فمتوثانیه ( fs ) و پیکوثانیه ( ps ) اشاره دارد، اگرچه چنین پالس هایی دیگر رکورد کوتاه ترین پالس های تولیدشده مصنوعی را ندارند. در واقع، پالس های پرتوی ایکس با مدت زمان در مقیاس زمانی اتوثانیه گزارش شده است.
جایزه نوبل شیمی در سال ۱۹۹۹ به احمد اچ. زوائل برای استفاده از پالس های فراکوتاه برای مشاهدهٔ واکنش های شیمیایی در این بازه زمانی ها که در آن رخ می دهند، زمینه فمتوشیمی را باز می کند.
هیچ تعریف استانداردی از پالس فراکوتاه وجود ندارد. معمولاً صفت «فراکوتاه» برای پالس هایی با مدت زمان چند ده فمتوثانیه به کار می رود، اما در معنای بزرگ تر، هر پالسی که کمتر از چند پیکوثانیه طول بکشد را می توان فراکوتاه در نظر گرفت. تمایز بین «فراکوتاه» و «فراتُند» ضروری است زیرا سرعت انتشار پالس تابعی از ضریب شکست محیطی است که در آن حرکت می کند، درحالی که «فراکوتاه» به پهنای زمانی بسته موج پالس اشاره دارد. [ ۱]
یک مثال متداول یک پالس گاوسی چریپ دار است، موجی که دامنه میدان آن از یک پوش گاوسی پیروی می کند و فاز لحظه ای آن دارای یک جاروب فرکانسی است.
توانایی لیزرهای فمتوثانیه برای ساخت کارآمد ساختارها و دستگاه های پیچیده برای کاربردهای مختلف، به طور گسترده در دهه گذشته مورد مطالعه قرار گرفته است. فُنون پیشرفته پردازش لیزری با پالس های نوری فراکوتاه را می توان برای ساختار مواد با وضوح زیرمیکرومتر استفاده کرد. نوشتن لیزر مستقیم ( DLW ) مقاوم کننده های نوری مناسب و سایر رسانه های شفاف می تواند کریستال های فوتونی سه بعدی پیچیده ( PhC ) ، اجزای ریزاُپتیکی، توری ها، داربست های مهندسی بافت ( TE ) و موجبرهای نوری ایجاد کند. چنین ساختارهایی به طور نهفته برای توانمندسازی کاربردهای نسل بَعدی در مخابرات و مهندسی زیستی که بر ایجاد قطعات مینیاتوری پیچیده تر متکی هستند، مفید هستند. دقت، سرعت ساخت و تطبیق پذیری پردازش لیزر فراتُند، آن را به یک ابزار صنعتیِ حیاتی برای تولید تبدیل می کند. [ ۲]