飞秒激光应用概览

1、1飞秒激光应用概览Titan Electro-Optics 帅 斌先锋科技股份有限公司2014.012Outline飞秒激光的特征材料/化学超快诊断生物学应用高次谐波与阿秒脉冲激光等离子体物理/粒子加速/快点火/ICF飞秒激光加工光频时间基准（飞秒频率梳）成丝与白光产生THz自由电子激光（FEL）实验室天体物理，QED3飞秒激光的特征超快：=5fs (Oscillator) 35fs (CPA output）超强：功率：TW PW功率密度：1015 1021 W/cm2宽带宽4材料科学与化学测量分子/半导体/化学反应过程中的超快能级/载流子/中间产物等最常规的测试：Pump-Probe反射率；

2、透射率吸收光谱；FOG，飞秒量级荧光寿命测试5飞秒Pump-Probe6材料科学与化学对飞秒激光的要求不需要太高能量，但需要放大器kHz，E2-E0E2E1E02hnE2-E0双光子激发效率： I2只有光斑中心位置的强度（功率密度）足以激发荧光:8双光子显微一般振荡级足够用；波长800nm，或更长一些；光束质量要优越9OCT10高次谐波与阿秒脉冲应用：软X射线光源Atto-Second Optical PulseLaser800nm, fs, =KwtDwwc/2Lt.2L/c13高次谐波等间隔：2nw0宽光谱：3 100th order同位相具备产生阿秒脉冲的条件14阿秒脉冲链与单个阿秒脉冲

3、FFTFFTAPTIAP15XUV辐射与激光脉宽302520151050Time(fs)tp= 100 fsE fieldHarmonic emissionIonization tp= 25 fstp= 5 fs产生单个阿秒脉冲一般需要2周期的驱动激光脉冲16实验装置17高次谐波连续谱输出18HHG/Atto Second对激光的要求mJ mJ产生单个阿秒脉冲要求2个光周期的飞秒脉冲；CEP稳定；波长较长为佳19激光等离子体物理飞秒激光直接产生等离子体并相互作用X射线辐射固体高次谐波电子/粒子加速飞秒激光与预等离子体相互作用X射线激光粒子加速打洞与快点火20电子/粒子加速21尾波场加速22射频

4、加速VS激光加速23Experiment24快点火25等离子体相互作用对激光的要求通常要求较高的可聚焦功率密度：1018W/cm2 1021W/cm2激光器：数十TW PW对比度：优于106926飞秒激光加工272829冷加工对激光器的要求平均功率：W可聚焦性能脉宽：fs ps30光频梳原子钟的重要性超过了原子弹某人31光钟：采用超稳频激光作为频率标准窄线宽激光ULE 超稳腔隔震、恒温、真空、电磁屏蔽 测量输出频谱分析反馈控制冷原子能级体系32飞秒激光在光钟中的角色探测光频的绝对值（把光频转换成射频）33成丝与白光产生激光在空气中自聚焦与等离子体散焦的平衡将导致光丝产生距离可达公里、十公里量级激光天线激光诱雷飞秒激光诱导人工天气（降雨/降雪）34白光产生飞秒激光由于自位相调制，产生非常宽光谱的短脉冲辐射水、玻璃光子晶体35THz飞秒激光诱导光导天线产生周期约为飞秒激光脉宽的电场振动THz36FEL自由电子激光相干性非常好的XUV辐射激光电场调制电子束37极端条件物理实验室天体物理用飞秒激