飛秒激光器_EEPW
發(fā)布時間：2020-09-05 18:00
飛秒激光器是指利用鎖模技術來獲得的飛秒量級短脈沖的激光器。所謂飛秒，也叫做毫微微秒，即1飛秒只有10的負15次方秒。飛秒激光不是單色光，而是中心波長在800nm左右的一段波長連續(xù)變化光的組合，利用這段范圍內(nèi)連續(xù)波長光的空間相干來獲得時間上極大的壓縮，從而實現(xiàn)飛秒量級的脈沖輸出。所采用的激光晶體為激光譜線很寬的鈦寶石晶體。飛秒激光器：日本科學家研發(fā)出可觸摸全息圖
飛秒激光器是僅以千兆分之一秒左右的超短時間放光的“超短脈沖光”發(fā)生裝置。飛是國際單位制詞頭飛托（femto）的縮寫，1飛秒=1×10-15秒。所謂脈沖光是僅在一瞬間放光。照相機的閃光的發(fā)光時間是1微秒左右（即百萬分之一。秒），所以飛秒的超短脈沖光只有其10億分之一左右的時間放光。眾所周知，光速是以30萬千米每秒（1秒間繞地球7周半）無與倫比快的速度飛馳而過，但是在1飛秒期間連光也只不過前進了0.3微米。
通常，我們用閃光攝影能夠剪下活動物體的瞬間狀態(tài)。同樣如果用飛秒激光器閃光，則連以劇烈速度進行化學反應的過程，都有可能看到其反應的每個片斷。為此，可以使用飛秒激光器來研究化學反應之謎。
一般的化學反應是在經(jīng)過能量高的中間狀態(tài)，即所謂的“活性化狀態(tài)”后進行。活性化狀態(tài)的存在早在1889年已由化學家阿雷尼厄斯從理論上預言，但是因為是在極短瞬間存在，所以無法直接地觀察。但是1980年代末通過飛秒激光器直接證明了它的存在，這是用飛秒激光器查明化學反應的一個例子。如環(huán)戊酮分子經(jīng)活性化狀態(tài)分解為一氧化碳與2個乙烯分子。
現(xiàn)在飛秒激光器應用于物理、化學、生命科學、醫(yī)學、工程等廣泛領域，特別是光與電子攜手，期待在通信或計算機、能源領域開辟各種新的可能性。這是因為光的強度幾乎可以毫不損耗地從一地到另一地傳輸大量信息，使光通信進一步高速化。在核物理學的領域，飛秒激光器帶來了巨大沖擊。因為脈沖光具有非常強的電場，在1飛秒內(nèi)有可能將電子加速到接近光速，所以，能夠用于加速電子的“加速器”。
近二十年來，從染料激光器到克爾透鏡鎖模的鈦寶石飛秒激光器，以及后來的二極管泵浦的全固態(tài)飛秒激光器和飛秒光纖激光器，雖然說飛秒激光的脈沖寬度和能量的記錄在不斷刷新，但最大進展莫過于獲得超飛秒脈沖變得輕而易舉了。桑迪亞國家實驗室的R.Trebino說：過去10年中， （超快）技術已有顯著改善， 鈦藍寶石激光器和現(xiàn)在的光纖激光器正在使這種（飛秒） 激光器的運轉(zhuǎn)變得簡潔和穩(wěn)定。這種激光器現(xiàn)在人們已可買到， 而10年前， 你卻必須自己建立。比如，著名的飛秒激光系統(tǒng)生產(chǎn)商美國Clark-MXR公司將產(chǎn)生高功率飛秒脈沖的所有部件全部集成到一個箱子里，采用摻鉺光纖飛秒激光器作為種子源，加上無需調(diào)整（NO Tweak）的特殊設計，形成了世界上獨一無二，超穩(wěn)定、超緊湊的CPA2000系列鈦寶石啁啾脈沖放大系統(tǒng)。這種商品化的系統(tǒng)不需要飛秒專家來操作，完全可以廣泛應用于科研和工業(yè)上的許多領域里。
根據(jù)飛秒激光超短和超強的特點，大體上可以將應用研究領域分成超快瞬態(tài)現(xiàn)象的研究和超強現(xiàn)象的研究。它們都是隨著激光脈沖寬度的縮短和脈沖能量的增加而不斷的得以深入和發(fā)展。
