飞秒激光概述：最短脉冲技术的原理与特点

飞秒激光概述：最短脉冲技术的原理与特点

飞秒激光是目前人类在实验室条件下所能获得的最短脉冲技术手段，其持续时间只有几个飞秒。这种激光具有脉冲宽度极短、峰值功率极高、频谱范围极广等特点，在精密加工、医疗、科研等领域有着广泛的应用前景。

飞秒(femtosecond)简称fs，是衡量时间长短的一种计量单位。飞秒激光，顾名思义就是持续时间在飞秒的时间段内的脉冲激光。

飞秒激光放大的研究基于CPA（啁啾脉冲放大）原理，其研究装置由振荡器、展宽器、放大器和压缩器4部分组成。具体过程如下：

1. 首先将飞秒激光脉冲进行展宽，以降低峰值功率
2. 然后进行能量放大，使其安全地获得更高的能量
3. 待能量达到一定程度后，再用与展宽色散相反的压缩器将其压缩，使脉宽接近振荡器脉宽
4. 最后通过振荡器增加泵浦能量

飞秒激光具有以下显著特点：

1. 脉冲宽度极短
   脉冲宽度指激光功率维持在一定值时所持续的时间。飞秒激光的持续时间只有几个飞秒，是目前实验室条件下所能获得的最短脉冲技术手段，比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍。

2. 脉冲峰值功率极高
   飞秒激光的峰值功率是指脉冲持续时间内所具有的瞬时功率。由于持续时间极短，因此即使在能量很小的情况下，其瞬时功率可达百万亿瓦，比目前全世界发电总功率还要多出百倍。

3. 覆盖频谱范围极广
   一个脉冲宽度数十飞秒的脉冲可包含高达数百万个频谱成分，相当于上百万个具有不同中心波长的保持相等频率间隔的连续波(CW)激光器。

飞秒激光技术作为前沿科技领域的重要突破，其独特的物理特性使其在精密加工、医疗、科研等领域展现出广阔的应用前景。