चूंकि मामन ने पहली बार 1960 में लेजर पल्स आउटपुट प्राप्त किया था, लेजर पल्स चौड़ाई के मानव संपीड़न की प्रक्रिया को मोटे तौर पर तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता है: क्यू-स्विचिंग टेक्नोलॉजी स्टेज, मोड-लॉकिंग टेक्नोलॉजी स्टेज, और चिरप्ड पल्स एम्प्लीफिकेशन टेक्नोलॉजी स्टेज। चिरपेड पल्स एम्प्लीफिकेशन (सीपीए) एक नई तकनीक है जिसे फेमटोसेकंड लेजर एम्प्लीफिकेशन के दौरान सॉलिड-स्टेट लेजर सामग्री द्वारा उत्पन्न स्व-केंद्रित प्रभाव को दूर करने के लिए विकसित किया गया है। यह पहले मोड-लॉक्ड लेज़रों द्वारा उत्पन्न अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स प्रदान करता है। "पॉजिटिव चिरप", पल्स की चौड़ाई को पिकोसेकंड या यहां तक कि नैनोसेकंड तक प्रवर्धन के लिए विस्तारित करें, और फिर पर्याप्त ऊर्जा प्रवर्धन प्राप्त करने के बाद पल्स चौड़ाई को संपीड़ित करने के लिए चिर मुआवजे (नकारात्मक चिरप) विधि का उपयोग करें। फेमटोसेकंड लेजर के विकास का बहुत महत्व है। 1990 से पहले,फेमटोसेकंड लेजरव्यापक लाभ बैंडविड्थ के साथ डाई लेजर मोड-लॉकिंग तकनीक का उपयोग करके दालों को प्राप्त किया गया था। हालांकि, डाई लेजर का रखरखाव और प्रबंधन बेहद जटिल है, जो इसके अनुप्रयोग को सीमित करता है। Ti: नीलम क्रिस्टल की गुणवत्ता में सुधार के साथ, लघु पल्स दोलन को प्राप्त करने के लिए पर्याप्त रूप से उच्च लाभ प्राप्त करने के लिए छोटे क्रिस्टल का भी उपयोग किया जा सकता है। 1991 में, स्पेंस एट अल। पहली बार सेल्फ-मोड-लॉक्ड Ti:Sapphire femtosecond Laser विकसित किया है। 60fs पल्स चौड़ाई Ti:Sapphire femtosecond Laser के सफल विकास ने femtosecond लेज़रों के अनुप्रयोग और विकास को बहुत बढ़ावा दिया। 1994 में, 10fs से कम लेजर पल्स प्राप्त करने के लिए चिरप्ड पल्स एम्प्लीफिकेशन तकनीक का उपयोग, वर्तमान में केर लेंस सेल्फ-मोड लॉकिंग टेक्नोलॉजी, ऑप्टिकल पैरामीट्रिक चिरपेड पल्स एम्प्लीफिकेशन टेक्नोलॉजी, कैविटी खाली करने वाली तकनीक, मल्टी-पास एम्प्लीफिकेशन टेक्नोलॉजी आदि की मदद से। लेज़र बना सकते हैं एटोसेकंड डोमेन में प्रवेश करने के लिए पल्स की चौड़ाई 1fs से कम संकुचित होती है, और लेज़र पल्स की चरम शक्ति भी टेरावाट (1TW=10^12W) से पेटवाट (1PW=10^15W) तक बढ़ा दी जाती है। लेजर तकनीक में इन प्रमुख सफलताओं ने कई क्षेत्रों में व्यापक और गहन परिवर्तन किए हैं। भौतिकी के क्षेत्र में, फेमटोसेकंड लेजर द्वारा उत्पन्न अल्ट्रा-हाई-इंटेंसिटी इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड सापेक्षतावादी न्यूट्रॉन उत्पन्न कर सकता है, और सीधे परमाणुओं और अणुओं में हेरफेर भी कर सकता है। एक डेस्कटॉप परमाणु संलयन लेजर डिवाइस पर, एक फेमटोसेकंड लेजर पल्स का उपयोग ड्यूटेरियम-ट्रिटियम आणविक समूहों को विकिरणित करने के लिए किया जाता है। यह परमाणु संलयन प्रतिक्रिया शुरू कर सकता है और बड़ी संख्या में न्यूट्रॉन का उत्पादन कर सकता है। जब फेमटोसेकंड लेजर पानी के साथ इंटरैक्ट करता है, तो यह हाइड्रोजन आइसोटोप ड्यूटेरियम को परमाणु संलयन प्रतिक्रिया से गुजरने का कारण बन सकता है, जिससे भारी मात्रा में ऊर्जा पैदा होती है। परमाणु संलयन को नियंत्रित करने के लिए फेमटोसेकंड लेजर का उपयोग करके नियंत्रित परमाणु संलयन ऊर्जा प्राप्त कर सकते हैं। यूनिवर्स फिजिक्स लेबोरेटरी में, फेमटोसेकंड लेजर के अल्ट्रा-हाई-इंटेंसिटी लाइट पल्स द्वारा उत्पन्न उच्च-ऊर्जा-घनत्व प्लाज्मा मिल्की वे और जमीन पर सितारों की आंतरिक घटनाओं को पुन: उत्पन्न कर सकता है। फेमटोसेकंड टाइम रिजॉल्यूशन विधि नैनोस्पेस में रखे गए अणुओं के परिवर्तन और उनकी आंतरिक इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाओं को फेमटोसेकंड के समय के पैमाने पर स्पष्ट रूप से देख सकती है। बायोमेडिसिन के क्षेत्र में, फेमटोसेकंड लेज़रों की उच्च शिखर शक्ति और शक्ति घनत्व के कारण, विभिन्न गैर-रैखिक प्रभाव जैसे मल्टीफ़ोटो आयनीकरण और आत्म-केंद्रित प्रभाव अक्सर विभिन्न सामग्रियों के साथ बातचीत करते समय होते हैं। इसी समय, जैविक ऊतकों के थर्मल विश्राम समय (एनएस के क्रम पर) की तुलना में फेमटोसेकंड लेजर और जैविक ऊतकों के बीच बातचीत का समय महत्वहीन है। जैविक ऊतकों के लिए, तापमान में कुछ डिग्री की वृद्धि तंत्रिकाओं के लिए एक दबाव तरंग बन जाएगी। कोशिकाएं कोशिकाओं को दर्द और गर्मी से नुकसान पहुंचाती हैं, इसलिए फेमटोसेकंड लेजर दर्द रहित और गर्मी मुक्त उपचार प्राप्त कर सकता है। फेमटोसेकंड लेजर में कम ऊर्जा, छोटी क्षति, उच्च सटीकता और त्रि-आयामी अंतरिक्ष में सख्त स्थिति के फायदे हैं, जो बायोमेडिकल क्षेत्र की विशेष जरूरतों को सबसे बड़ी हद तक पूरा कर सकते हैं। फेमटोसेकंड लेजर का उपयोग दांतों के इलाज के लिए किया जाता है ताकि बिना किसी किनारे की क्षति के स्वच्छ और साफ चैनल प्राप्त किया जा सके, लंबे पल्स लेजर (जैसे एर: वाईएजी), कैल्सीफिकेशन, दरारें और खुरदरी सतहों के कारण होने वाले यांत्रिक तनाव और थर्मल तनाव के प्रभाव से बचा जा सके। जब फीमेलोसेकंड लेजर को जैविक ऊतकों की बारीक कटाई पर लागू किया जाता है, तो जैविक ऊतकों के साथ फेमटोसेकंड लेजर की बातचीत के दौरान प्लाज्मा ल्यूमिनेसिसेंस का स्पेक्ट्रम द्वारा विश्लेषण किया जा सकता है, और हड्डी के ऊतकों और उपास्थि ऊतक की पहचान की जा सकती है, ताकि यह निर्धारित और नियंत्रित किया जा सके कि क्या सर्जिकल उपचार प्रक्रिया में पल्स एनर्जी की आवश्यकता होती है। तंत्रिका और रीढ़ की सर्जरी के लिए इस तकनीक का बहुत महत्व है। 630-1053nm की तरंग दैर्ध्य रेंज वाला फेमटोसेकंड लेजर मानव मस्तिष्क के ऊतकों की सुरक्षित, स्वच्छ, उच्च-सटीक गैर-थर्मल सर्जिकल कटिंग और एब्लेशन का प्रदर्शन कर सकता है। 1060nm की तरंग दैर्ध्य के साथ एक फेमटोसेकंड लेजर, 800fs की पल्स चौड़ाई, 2kHz की पल्स पुनरावृत्ति आवृत्ति, और 40μJ की एक पल्स ऊर्जा स्वच्छ, उच्च-सटीक कॉर्नियल कटिंग ऑपरेशन कर सकती है। फेमटोसेकंड लेजर में बिना थर्मल क्षति की विशेषताएं हैं, जो लेजर मायोकार्डियल रिवास्कुलराइजेशन और लेजर एंजियोप्लास्टी के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। 2002 में, जर्मनी में हनोवर लेजर सेंटर ने एक नई बहुलक सामग्री पर संवहनी स्टेंट संरचना के सफलता उत्पादन को पूरा करने के लिए एक फेमटोसेकंड लेजर का उपयोग किया। पिछले स्टेनलेस स्टील स्टेंट की तुलना में, इस संवहनी स्टेंट में अच्छी जैव-अनुकूलता और जैविक संगतता है। कोरोनरी हृदय रोग के उपचार के लिए डिग्रेडेबिलिटी का बहुत महत्व है। नैदानिक परीक्षण और बायोएसे में, फेमटोसेकंड लेजर तकनीक सूक्ष्म स्तर पर जीवों के जैविक ऊतकों को स्वचालित रूप से काट सकती है, और उच्च-परिभाषा त्रि-आयामी छवियां प्राप्त कर सकती है। कैंसर के निदान और उपचार और जानवरों के 368 आनुवंशिक उत्परिवर्तन के अध्ययन के लिए इस तकनीक का बहुत महत्व है। जेनेटिक इंजीनियरिंग के क्षेत्र में। 2001 में, जर्मनी के के.कोनिग ने Ti:Sapphire . का इस्तेमाल कियाफेमटोसेकंड लेजरमानव डीएनए (गुणसूत्र) पर नैनोस्केल संचालन करने के लिए (न्यूनतम काटने की चौड़ाई 100nm)। 2002 में, यू.इरलापुर और कोइंग ने a . का इस्तेमाल कियाफेमटोसेकंड लेजरकैंसर कोशिका झिल्ली में एक प्रतिवर्ती माइक्रोपोर बनाने के लिए, और फिर डीएनए को इस छेद के माध्यम से कोशिका में प्रवेश करने की अनुमति दी। बाद में, कोशिका की अपनी वृद्धि ने छेद को बंद कर दिया, इस प्रकार सफलतापूर्वक जीन स्थानांतरण प्राप्त किया। इस तकनीक में उच्च विश्वसनीयता और अच्छे प्रत्यारोपण प्रभाव के फायदे हैं, और विदेशी आनुवंशिक सामग्री को स्टेम सेल सहित विभिन्न कोशिकाओं में ट्रांसप्लांट करने के लिए बहुत महत्व है। सेल इंजीनियरिंग के क्षेत्र में, कोशिका झिल्ली को नुकसान पहुंचाए बिना जीवित कोशिकाओं में नैनो-सर्जरी संचालन को प्राप्त करने के लिए फेमटोसेकंड लेजर का उपयोग किया जाता है। इन फेमटोसेकंड लेजर ऑपरेशन तकनीकों का जीन थेरेपी, सेल डायनेमिक्स, सेल पोलरिटी, ड्रग रेजिस्टेंस और कोशिकाओं के विभिन्न घटकों और उप-कोशिकीय विषम संरचना के अनुसंधान के लिए सकारात्मक महत्व है। ऑप्टिकल फाइबर संचार के क्षेत्र में, अर्धचालक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक डिवाइस सामग्री का प्रतिक्रिया समय "अड़चन" है जो सुपर-वाणिज्यिक गति ऑप्टिकल फाइबर संचार को प्रतिबंधित करता है। femtosecond सुसंगत नियंत्रण प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग से सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल स्विच की गति 10000Gbit/s तक पहुँच जाती है, जो अंततः क्वांटम यांत्रिकी की सैद्धांतिक सीमा तक पहुँच सकती है। . इसके अलावा, फेमटोसेकंड लेजर पल्स की फूरियर वेवफॉर्म शेपिंग तकनीक बड़ी क्षमता वाले ऑप्टिकल संचार जैसे टाइम डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग, वेवलेंथ डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग और कोड डिवीजन मल्टीपल एक्सेस पर लागू होती है, और 1Tbit / s की डेटा ट्रांसमिशन दर प्राप्त की जा सकती है। अल्ट्रा-फाइन प्रोसेसिंग के क्षेत्र में, का मजबूत आत्म-केंद्रित प्रभावफेमटोसेकंड लेजरपारदर्शी मीडिया में पल्स लेजर फोकल स्पॉट को विवर्तन सीमा से छोटा बनाता है, जिससे पारदर्शी सामग्री के अंदर सूक्ष्म विस्फोट उप-माइक्रोन व्यास के साथ स्टीरियो पिक्सल बनाते हैं। इस पद्धति का उपयोग करके, उच्च-घनत्व त्रि-आयामी ऑप्टिकल भंडारण किया जा सकता है, और भंडारण घनत्व 10 ^ 12 बिट / सेमी 3 तक पहुंच सकता है। और तेजी से डेटा पढ़ने, लिखने और समानांतर डेटा रैंडम एक्सेस का एहसास कर सकते हैं। आसन्न डेटा बिट परतों के बीच क्रॉसस्टॉक बहुत छोटा है, और त्रि-आयामी भंडारण प्रौद्योगिकी वर्तमान सामूहिक भंडारण प्रौद्योगिकी के विकास में एक नई शोध दिशा बन गई है। ऑप्टिकल वेवगाइड, बीम स्प्लिटर, कप्लर्स आदि एकीकृत ऑप्टिक्स के बुनियादी ऑप्टिकल घटक हैं। कंप्यूटर-नियंत्रित प्रसंस्करण प्लेटफॉर्म पर फेमटोसेकंड लेजर का उपयोग करके, किसी भी आकार के दो-आयामी और त्रि-आयामी ऑप्टिकल वेवगाइड सामग्री के अंदर किसी भी स्थिति में बनाए जा सकते हैं। , बीम स्प्लिटर, कपलर और अन्य फोटोनिक डिवाइस, और मानक ऑप्टिकल फाइबर के साथ युग्मित किया जा सकता है, फेमटोसेकंड लेजर का उपयोग करके फोटोसेंसिटिव ग्लास के अंदर 45 डिग्री माइक्रो-मिरर भी बना सकते हैं, और अब 3 आंतरिक माइक्रो-दर्पण से बना एक ऑप्टिकल सर्किट का उत्पादन किया गया है , बीम को 4mmx5mm के क्षेत्र में 270 ° घुमा सकते हैं। अधिक वैज्ञानिक रूप से, संयुक्त राज्य अमेरिका में वैज्ञानिकों ने हाल ही में 1cm-लंबा लाभ ऑप्टिकल वेवगाइड बनाने के लिए फेमटोसेकंड लेजर का उपयोग किया है, जो 1062nm के करीब 3dB/cm का सिग्नल लाभ उत्पन्न कर सकता है। फाइबर ब्रैग झंझरी में प्रभावी आवृत्ति चयन विशेषताएं हैं, फाइबर संचार प्रणाली के साथ जोड़े के लिए आसान है और इसमें कम नुकसान है। इसलिए, यह आवृत्ति डोमेन में समृद्ध संचरण विशेषताओं को प्रदर्शित करता है और फाइबर ऑप्टिक उपकरणों का एक शोध हॉटस्पॉट बन गया है। 2000 में, कावामोरा के एट अल। पहली बार सतह राहत होलोग्राफिक झंझरी प्राप्त करने के लिए दो इन्फ्रारेड फेमटोसेकंड लेजर इंटरफेरोमेट्री का इस्तेमाल किया। बाद में, उत्पादन तकनीक और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, 2003 में मिहाईबी। एस एट अल। इस्तेमाल किया गया Ti: नीलम फेमटोसेकंड लेजर दालों को संचार फाइबर के मूल पर परावर्तक ब्रैग झंझरी प्राप्त करने के लिए शून्य-क्रम चरण प्लेटों के साथ जोड़ा जाता है। इसमें उच्च अपवर्तक सूचकांक मॉड्यूलेशन रेंज और अच्छा तापमान स्थिरता है। फोटोनिक क्रिस्टल अंतरिक्ष में अपवर्तक सूचकांक के आवधिक मॉड्यूलेशन के साथ एक ढांकता हुआ संरचना है, और इसकी परिवर्तन अवधि प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के समान परिमाण का क्रम है। फोटोनिक क्रिस्टल डिवाइस एक नया उपकरण है जो फोटॉन के प्रसार को नियंत्रित करता है, और फोटोनिक्स के क्षेत्र में एक शोध हॉटस्पॉट बन गया है। 2001 में, सन एच बी एट अल। जर्मेनियम-डॉप्ड सिलिका ग्लास में मनमानी जाली के साथ फोटोनिक क्रिस्टल बनाने के लिए फेमटोसेकंड लेजर का इस्तेमाल किया, जो व्यक्तिगत रूप से व्यक्तिगत परमाणुओं का चयन कर सकता है। 2003 में, सर्बिन जे एट अल। 200nm से कम की संरचना आकार और 450nm की अवधि के साथ त्रि-आयामी माइक्रोस्ट्रक्चर और फोटोनिक क्रिस्टल प्राप्त करने के लिए अकार्बनिक-कार्बनिक हाइब्रिड सामग्री के दो-फोटॉन पोलीमराइजेशन को प्रेरित करने के लिए फेमटोसेकंड लेजर का उपयोग किया। फेमटोसेकंड लेजर ने माइक्रोफोटोनिक डिवाइस प्रोसेसिंग के क्षेत्र में सफलता के परिणाम प्राप्त किए हैं, ताकि दिशात्मक कनेक्टर, बैंडपास फिल्टर, मल्टीप्लेक्सर्स, ऑप्टिकल स्विच, वेवलेंथ कन्वर्टर्स और मॉड्यूलेटर को अन्य घटकों के साथ "चिप" प्लानर लाइटवेव लूप पर संसाधित किया जा सके। इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को बदलने के लिए फोटोनिक उपकरणों की नींव रखी। फोटोमास्क और लिथोग्राफी तकनीक माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक के क्षेत्र में एक प्रमुख तकनीक है, जो सीधे एकीकृत सर्किट उत्पादों की गुणवत्ता और उत्पादन क्षमता से संबंधित है। फोटोमास्क के दोषों को ठीक करने के लिए फेमटोसेकंड लेजर का उपयोग किया जा सकता है, और मरम्मत की गई लाइन की चौड़ाई 100 एनएम से कम की सटीकता तक पहुंच सकती है।फेमटोसेकंड लेजरउच्च गुणवत्ता वाले फोटोमास्क के त्वरित और प्रभावी निर्माण के लिए प्रत्यक्ष लेखन तकनीक का उपयोग किया जा सकता है। ये परिणाम सूक्ष्म के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी के विकास का बहुत महत्व है।
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