Ultrakratki pulsni laser je generički naziv za bilo koju vrstu lasera koji proizvodi impulse ili praske koherentne svjetlosti u iznimno kratkim vremenskim razdobljima, obično mjerenim u pikosekundama ili femtosekundama. Pikosekunda je trilijunti dio sekunde, a femtosekunda je 1,000 puta kraća od pikosekunde ili jedne kvadrilijunke sekunde. Ove brzine prebacivanja za ultrakratki pulsni laser omogućuju mu da prevlada neke efekte degradacije s kojima se susreću normalni ne-pulsni laseri. To im daje primjenu u vojnoj tehnologiji, prijenosu podataka i medicinskoj znanosti kao što je ubijanje virusa u tijelu vanjskim laserskim tretmanom, bez oštećenja normalnog živog tkiva.
Vremenski raspon u kojem trajanje impulsa obuhvaća trenutnu lasersku tehnologiju ultrakratkih impulsa od 2011. je od nekoliko pikosekundi za svaki laserski impuls do 5 femtosekundi. Tehnologija se, međutim, usmjerava prema stvaranju ultrakratkog pulsnog lasera u rasponu atosekunde, koji bi imao impulse koji bi se javljali 1,000 puta brže od femtosekundnog lasera, ili jednom u svakoj kvintiliontini sekunde. Attosekundni laseri bi omogućili istraživačima da prate kretanje elektrona oko atomskih jezgri u stvarnom vremenu, što bi pomoglo u istraživanju i razvoju fizike i kemije.
Dok su se rani laseri temeljili na generiranju snopa koherentne svjetlosti pomoću kristala rubina, femtosekundni laseri koriste aluminijev oksid dopiran titanom, vrstu plavo-zelenog safira koji je prvi put proizveden 1986. u tu svrhu. Tipična energija impulsa iz takvog lasera od 20 femtosekundi je oko 3 nanojoula po impulsu, ili tri milijarde džula. Budući da se radi o iznimno maloj količini energije, snop se pojačava pomoću vanjskog izvora zračenja. Čvrsti materijali su se pokazali kao najbolja pojačala, pri čemu je iterbijevo staklo najučinkovitije i pojačava puls do 100 džula po kvadratnom centimetru. Rani pokušaji korištenja boja ili kristala neodim:itrij aluminij granata povećali su energiju impulsa s 1 milijoula na 0.5 džula po kvadratnom centimetru.
Postoje mnoge potencijalne primjene za korištenje ultrakratkog pulsnog lasera. Oni bi od 2011. podigli optičke komunikacije prijenosom svjetlosnog signala na novu razinu, omogućujući prijenos mnogo više podataka na pulsnom snopu nego što je optička vlakna trenutno sposobna od XNUMX. godine, dajući izrazu širokopojasna mreža potpuno novo značenje. Mogu se koristiti i za uklanjanje materijala s površine i promjenu iz krutog u plin bez dodavanja topline u procesu, što bi poboljšalo različite industrijske procese rezanja i oblikovanja metala i kompozita. Tehnologija također nudi prednost služenja kao izuzetno precizan oblik skalpela u medicini za uklanjanje kancerogenih tumora ili popravak optičke rožnice kod osoba s slabim vidom.