神秘之光：飞秒激光器
发布时间：2020-09-27 14:53
激光曾被视为神秘之光，并已被人类广泛使用。近年来，科学家研究发现了一种更为奇特的激光-飞秒激光，飞秒（femtosecond）也叫毫微微秒，简称fs，是标衡时间长短的一种计量单位，飞秒激光是人类目前在实验室条件下所能获得最短脉冲的技术手段。飞秒激光在瞬间发出的巨大功率比全世界发电总功率还大，已有所应用，科学家预测飞秒激光将为下世纪新能源的产生发挥重要作用。飞秒激光器选择指南
飞秒（英语为 femto second，简写为 fs），是度量时间长短的一种计量单位。飞秒这个单位非常的小，1 飞秒1秒的一千万亿分之一 [1] 。即使是自然界中速度最快的光速（30 万千米/秒），在 1 飞秒内，也只能走 0.3μm，这个距离甚至不到一根头发丝的百分之一。
飞秒激光具有以下几个特点：首先是飞秒激光持续的时间及其短，只有几个飞秒，它比利用电子学方法所获得的最短脉冲还要短几千倍，是人类目前在实验条件下所能获得的最短脉冲；其次是飞秒激光器具有非常高的瞬时功率，可以达到百万亿瓦，比目前全世界发电总功率还要多出上百倍；再次是飞秒激光能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域内，使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高出数倍，而其中许多的极端物理条件是地球上所不存在的，以及用其他的方法也不可能得到的。由于飞秒激光的峰值功率超高，经过聚焦后，其光强能达到 1022W/cm2量级。这样的强度远超过原子内部相互作用库伦场，所以，飞秒激光脉冲能轻易将电子脱离原子的束缚，形成等离子体。例如，氢原子的库伦场强为 5×1011V/m，而 1m J 的飞秒激光脉冲经过聚焦后，能达到 1012V/m 量级，所以能使氢原子电离。
飞秒激光技术随着科技的进步，不断的发展，其脉宽越来越短，脉冲的峰值功率越来越大。
自1960年第一台红宝石激光器问世以来，缩短激光脉冲便成为激光器设计和制作的重要发展方向。为了缩短激光脉冲，在20世纪60年代末到70年代初提出激光锁模技术，飞秒激光器的产生便来源于该技术。
