飞秒激光器是靠锁模机制实现的具有一定重复频率的超短脉冲激光。重复频率与激光谐振腔长成反比,腔长越长,重复频率越低。一般1.5米腔长,对应100MHz重复频率。如果真的有直接输出单脉冲,也就是1秒钟一发,那需要多长的腔长啊?整个地球也摆不下了吧?所以能实现单次单发的,都是后面经过光电元件甚至需要机械快门选出来的,比如你要单发的,我就把其余99999999个脉冲过挡掉、过滤掉,去实现单个脉冲。没有直接输出单个脉冲的。
飞秒激光器属于哪种激光?用一把极其精密的“刀”可以在一根头发上镂刻两个方形的洞。这把“刀”和我们通常所认识的刀可不一样,它的名字叫飞秒激光器。
为什么叫飞秒激光器呢?首先我们要了解飞秒的概念。飞秒是一种时间单位,1飞秒只有10-15秒。飞秒激光器哪些公司生产?它有多快呢?我们知道,光速是3×108 m/s,而在1飞秒之内,光只能走0.3 μm,这只是不到一根头发丝的百分之一。
我们日常生活中的时钟时间的分辨率是秒,而这台激光器对时间的分辨率可以达到飞秒的程度,所以叫做飞秒激光器。当一台机器对时间的分辨率达到一定的程度时,它就可以看到许多我们平时用肉眼看不到的运动细节。比如,我们在影视器材的帮助下,就可以看到一个非常奇妙的世界。
飞秒激光器对时间的分辨率远远高于影视器材,经计算,这台飞秒激光器已经获得了人类在实验室中所能获得的世界上最短的脉冲。通过它,我们可以看到更快速、更微妙的运动,例如绿色植物的光合作用过程、细胞的分裂过程、电子围绕原子运动的过程等等。
飞秒激光器属于哪种激光?飞秒、皮秒都是属于超短超快激光,不同的是皮秒激光器输出脉宽宽度是若干皮秒(10^-12次方秒),飞秒激光器输出脉宽是若干飞秒(10^-15次方秒),这个若干不超过1000,因为1皮秒=1000飞秒,超过1000时就成了皮秒激光器了。
皮秒激光和飞秒激光光谱宽度一般是不一样的,飞秒激光光谱宽度要更宽,覆盖几十到上百纳米宽度,而皮秒只需几个纳米宽度即可。
但是,现在这些过程还无法形成影像,飞秒激光器只能以波纹的形式将它们展示出来。不过,专业人员还是可以通过飞秒激光器做许多事情的,目前,科学家正在研究如何将它应用于检查人体内的癌细胞。
由于飞秒激光器对空间的分辨率也是极高的,以至于可以追上围绕原子核运动的电子,并将它们一个个打掉,仅剩一个孤立的原子核存在。所以,飞秒激光器还被应用于精密雕刻,所以在一根头发上镂刻两个洞也就不新奇了。
目前大部分飞秒激光器都是高重复频率的,只有采用特殊方式才能实现单次脉冲。你可以查查一些激光公司的飞秒激光器产品,大多是MHz甚至GHz的重复频率。