飛秒激光器的主要特征參數(shù)有哪些？
發(fā)布時間：2021-01-28 10:29
飛秒是一種時間單位，1飛秒只有1秒的一千萬億分之一，即1e15秒或0.001皮秒（1皮秒是，1e12秒）。它有多快呢？我們知道，光速是30萬千米每秒，即3×10^8m/s。而在1飛秒之內(nèi)，光只能走0.3 μm，這只是不到一根頭發(fā)絲的百分之一。
自飛秒激光器產(chǎn)生以來，對飛秒激光器產(chǎn)生和發(fā)射的研究已經(jīng)發(fā)展得很成熟，國產(chǎn)飛秒激光器發(fā)展現(xiàn)狀隨著飛秒激光器應用的廣泛深入，對飛秒激光器參數(shù)的定量測量也越來越重要。光束質量的定義、各種實際測量方法的比較、任意光束經(jīng)實際光學系統(tǒng)的傳輸是光束傳輸領域有待解決的基本問題。20世紀90年代初Siegman對描述飛秒激光器光束質量的2M因子給出較為完整的理論，對光束主要特征量如光束質量、束寬和遠場發(fā)散角及其傳輸變換的研究也進入了一個新的層次，已延拓至非衍射轉換極限非高斯光束的實際任意光束。
我們?nèi)粘Ｉ钪械臅r鐘時間的分辨率是秒，而這臺飛秒激光器對時間的分辨率可以達到飛秒的程度，所以叫做飛秒激光器。飛秒激光器的主要特征參數(shù)當一臺機器對時間的分辨率達到一定的程度時，它就可以看到許多我們平時用肉眼看不到的運動細節(jié)。比如，我們在影視器材的幫助下，就可以看到一個非常奇妙的世界。
飛秒激光器是一種脈沖飛秒激光器。飛秒是指的脈沖持續(xù)時間。這和脈沖的頻率不是一回。脈沖的頻率是指1s內(nèi)，飛秒激光器發(fā)出的脈沖數(shù)目。飛秒激光器器對時間的分辨率遠遠高于影視器材，經(jīng)計算，這臺飛秒激光器已經(jīng)獲得了人類在實驗室中所能獲得的世界上最短的脈沖。通過它，我們可以看到更快速、更微妙的運動，例如綠色植物的光合作用過程、細胞的分裂過程、電子圍繞原子運動的過程等等。
飛秒激光器應用可分為兩類：一類是飛秒激光器作為信息的載體的應用；一類是飛秒激光器作為能量的載體的應用。具體的說其應用有，工業(yè)飛秒激光器材料加工、飛秒激光器焊接、飛秒激光器切割等等。這些都歸因于飛秒激光器的主要特征參數(shù)有哪些？
1、單色性好：普通光源發(fā)射的光子，在頻率上是各不相同的，所以包含有各種顏色。而飛秒激光器發(fā)射的各個光子頻率相同，因此飛秒激光器是最好的單色光源。
2、相干性好：由于受激輻射的光子在相位上是一致的，再加之諧振腔的選模作用，使飛秒激光器束橫截面上各點間有固定的相位關系，所以飛秒激光器的空間相干性很好（由自發(fā)輻射產(chǎn)生的普通光是非相干光）。飛秒激光器為我們提供了最好的相干光源。
3、方向性好：飛秒激光器束的發(fā)散角很小，大約只有0.001弧度，幾乎是一平行的光線，飛秒激光器照射到月球上形成的光斑直徑僅有1公里左右。而普通光源發(fā)出的光射向四面八方，為了將普通光沿某個方向集中起來常使用聚光裝置，但即便是最好的探照燈，如將其光投射到月球上，光斑直徑將擴大到1000公里以上。
4、亮度高：飛秒激光器的亮度可比普通光源高出1012－1019倍，是目前最亮的光源，強飛秒激光器甚至可產(chǎn)生上億度的高溫。
但是，這些過程還無法形成影像，飛秒激光器的主要特征參數(shù)只能以波紋的形式將它們展示出來。不過，專業(yè)人員還是可以通過飛秒激光器做許多事情的，科學家正在研究如何將它應用于檢查人體內(nèi)的癌細胞。
由于飛秒激光器對空間的分辨率也是極高的，以至于可以追上圍繞原子核運動的電子，并將它們一個個打掉，僅剩一個孤立的原子核存在。
