إزالة خامات باستخدام نبضات الليزر

يتيح استخدام نبضات الليزر بالفيمتوثانية الإزالةَ الدقيقة ـ بدون تلفٍ حراري ـ للخامات في مجموعة واسعة من التطبيقات العلمية والطبية والصناعية، إلا أن القدرة المحتملة لها محدودة ببطء سرعات إزالة الخامة، وبدرجة تعقيد تقنية الليزر المستخدَمة. ويرجع تعقيد تصميم الليزر إلى الحاجة إلى التغلب على البداية المرتفعة لطاقة النبضات؛ لإنجاز العملية بكفاءة، إلا أن استخدام أشعة ليزر أقوى، لزيادة معدّل إزالة الخامات، يؤدي إلى نتائج غير مرغوبة، مثل الحَجْب الواقي، والتشبّع، والأضرار الجانبية الناتجة عن تراكم الحرارة عند القوى الليزريّة الأعلى. وقد تحايَل الباحثون على هذه العقبات باستغلال التبريد فيما يشبه تقنية تُستخدم دوريًّا في هندسة الفضاء، حيث استخدم الباحثون دفقات فائقة السرعة من نبضات الليزر؛ لإزالة الخامة المستهدفة، قبل أن تتشتَّت الحرارة المتبقية من النبضات السابقة بعيدًا عن مكان المعالَجة. وقد كشفت التجارب التي أُجريت على ركائز متنوّعة أن معدلات التكرار العالية التي تتيح التبريد تقلِّل طاقات نبضات الليزر المطلوبة، وتزيد كفاءة عملية الإزالة بمقدار يفوق معامِلات الليزر السابق استخدامها. كما عرض الباحثون إزالة أنسجة المخ بمعدل ملِّيمترين مكعّبين للدقيقة، وإزالة عاج الأسنان بمعدل 3 ملِّيمترات مكعبة للدقيقة، دون التسبُّب في أي تَلَف حراري.