飞秒激光器的应用

　　飞秒激光器是一种脉冲激光器。飞秒是指的脉冲持续时间。这和脉冲的频率不是一回。脉冲的频率是指1s内，激光器发出的脉冲数目。由于飞秒脉冲的优异特性，使飞秒激光器在许多方面得到重要的应用。

飞秒激光器在材料加工中的应用

　　飞秒激光器以其独特的超短持续时间和chao强峰值功率开创了材料超精细、低损伤和空间三维加工处理的新领域，而且应用越来越广泛。

　　对金属材料的加工应用：

　　对一般金属来说，由于具有很高的热导性和较高的熔点温度，在其表面实现高精度和高质量的钻孔和切割有很大的困难。用飞秒激光器切割，切缝的边缘整齐，金属表面没有材料熔化的痕迹。飞秒激光精密成形技术已在汽车发动机喷油嘴的成形生产中得到了应用，用飞秒激光精密成形微孔技术已替代了原先电火花加工工艺，孔的清洁度得到大大提高。对非金属材料的加工应用。

　　对透明材料的加工应用：

　　在透明材料中的应用主要指制造光纤通信器件。用飞秒激光器可以在工件内部进行加工，而且不损伤材料表面，因此可以通过改变晶体的折射率，实现透明晶体内部形成光波导或在光纤内实现折射，并且可以实现三维激光存储。此外还可以对光子晶体、蓝宝石、金刚石、水晶等进行加工制作。

　　对半导体材料的加工应用：

　　传统的半导体材料加工是采用激光照射，利用材料的应变，并以热变质的方式达到实用化。而采用飞秒激光器加工材料不仅使材料表面几乎没有热变质层，而且也避免了由热变质引起的材料损伤，可以实现微米级的加工。

　　对聚合复合物材料的加工应用：

　　传统的激光加工方法依赖于单光子线性吸收机制，加工精度较低，空间加工能力差。而超高峰值强度的飞秒激光器为加工这类材料提供了必要条件。飞秒激光还可用于切割分离一些高爆危险物品，这是因为飞秒激光脉冲作用过程中等离子体的形成和材料的去除均非常快速，以至于没有过多的能量传递给剩余材料，没有任何化学反应痕迹，使得其加工处理过程中的安全性大大增加。

飞秒激光器在光通信中的应用

　　能否实现光纤通信的一个关键问题就是光纤的光强损耗能否降低到10Db/km以下，如果损耗过大，光纤通信就没有实际意义。飞秒激光器由于其高光强、高频率、相干性好等特殊性，使得它在光纤通信应用方面占有了的优势。

　　半导体器件是光通信中的重要部分，目前光通信的通信码率已经达到了20Gbit/s以上。虽光纤通信的容量很大，但超高速的通信码率受到光电子器件材料的响应时间的限制，不能适应超高速光通信的需要。可以利用飞秒激光器相干控制技术达到这一需求。

　　在这一技术中，利用两个相干的飞秒脉冲激发半导体器件，diyi个脉冲在器件中产生相干性好的载子布居，然后调节第二个脉冲的相位，利用两光脉冲的相干实现开关作用。这样便能解决因材料本征能级寿命较长造成的关断变慢的限制，开与关的时间取决与两个飞秒脉冲的时间间隔因而可以做得更快，Z终能达到的速度只受量子力学原理限制。波分复用、时分复用和光孤子通信是实现高速光纤通信的主要手段。

飞秒激光器在化学、生物中的应用

　　近年来，用飞秒激光器控制化学反应过程和产物是化学反应动力学过程研究的新进展，而在生物学研究中主要集中在细菌绿素光合作用反应ZX和视红质天线分子的电荷迁移和能量弛豫动力过程。超短脉冲可能的高时间分辨对化学和生物化学动力学研究是吸引人的。

　　光合作用之类的反应，其diyi步首先涉及溶剂化过程，这个过程发生于100fs时间尺度上，分子键也可在100fs时间尺度上形成和断裂。为了观测动力学过程，探测脉冲必须短得多，10fs持续时间是非常合适的脉宽。

　　在短时间尺度上，人们实际可看清脉冲的周期并通过用标准波形对电子的辐照来控制电子，这种操纵可用于控制化学反应、原子过程或X射线的产生。在生物领域，科学家们用飞秒激光器去开展关于制造基因、蛋白质分析用的微型芯片的应用研究。

飞秒激光器在YL中的应用

　　飞秒激光器已经广泛永远于眼科、手术外科、脑神经外科等YL领域，并且取得了初步成果。应用飞秒脉冲技术对糖尿病引起的青光眼或斑疹水肿之类的视网膜疾病的诊断和监视特别有希望，原因是它可以测量这种疾病的发展进程。在较长脉冲情况下，烧蚀阈值存在较多不确定因素，在能量过剩情况下，较长脉冲具有烧坏周围区域的危险。在几百飞秒状态下，激光脉冲可以调节，从而避免了间接损伤。

　　飞秒激光器的热影响很小，用它做手术刀不会损伤周围的其他组织，对于心肌梗塞、脊髓手术、近视矫正手术，飞秒激光将是理想的选择。用飞秒激光照射人的角膜，可以进行比ArF准分子激光更细微的视力矫正手术。利用激光的吸收性可以ZL龋齿而几乎没有疼痛。此外，飞秒激光还可对细胞进行操控。用显微镜把飞秒激光会聚成微小光点，利用激光产生的冲击波将分裂的细胞分离开的实验已经取得了成功。