飞秒激光器的发展进程
发布时间：2020-09-24 17:44
飞秒激光是过去20年间由激光科学发展起来的最强有力的新工具之秒脉冲时域宽度是如此的短，目前已经达到了45s以内。1飞秒（fs），即10-15s，仅仅是1千万亿分之秒，如果将10fs作为几何平均来衡量宇宙，其寿命仅不过1min而已；飞秒脉神叉是如此强，采用多级啁啾脉神放大（CPA）技术获得的最大脉冲峰值功率可达到百太瓦（Tw，即1012W）甚至拍瓦（PW，即1015W）量级，其聚焦强度比将太阳辐射到地球上的全部光聚焦成针尖般大小后的能量密度还要高。飞秒激光完全是人类创造的奇迹。飞秒激光探针在线检测
近二十年来，从染料激光器到克尔透镜锁模的钛宝石飞秒激光器，以及后来的二极管泵浦的全固态飞秒激光器和飞耖光纤激光器，虽然说脉冲宽度和能量的记录在不断刷新，但最大进展莫过于获得超飞秒脉冲变得轻而易举了。桑迪亚国家实验室的 R Trebino说：“过去10年中，（超快）技术已有显著改善，钛蓝宝石激光器和现在的光纤激光器正在使这种（飞秒）激光器的运转变得简洁和稳定。这种激光器现在人们已可买到，而10年前，你却必须自己建立。比如，著名的飞秒激光系统生产商美国 Clark-MXR公司将产生高功率飞秒脉冲的所有部件全部集成到一个箱子里，采用掺铒光纤飞秒激光器作为种子源，加上无需调整（NO Tweak）的特殊设计，形成了世界上独一无二，超稳定、超紧凑的CPA2000系列钛宝石啁啾脉神放大系统。这种商品化的系统不需要飞秒专家来操作，完全可以广泛应用于科研和工业上的许多领域里。
根据飞秒激光器超短和超强的特点，大体上可以将应用硏究领堿分成超快瞵态现象的硏究和超强现象的硏究。它们都是随着激光脉神宽度的缩短和脉神能量的増加而不断的得以深，和发展。飞秒脉冲激光的最直接应用是人们利用它作为光源，形成多种时间分辨光谱技术和泵浦/探测技术。它的发展直接带动物理、化学、生物、材料与信息科学的硏究进入微观超快过程领域，并开创了一些全新的硏究领域，如飞秒化学、量子控制化学、半导体相千光谱等。飞秒脉神激光与纳米显微术的结合，使人们可以硏究半导体的纳米结构（量子线、量子点和纳米晶体）中的载流子动力学。在生物学方面人们正在利用飞秒激光技术所提供的差吸收光谱、泵浦′探测技术，研究光合作用反应中心的传能、转能与电荷分离过程。超短肪冲激光还被应用于信息的传输、处理与存贮方面。
