飛秒激光是人類目前在實(shí)驗(yàn)室條件下所能獲得最短脈沖的技術(shù)手段?？茖W(xué)家預(yù)測(cè)飛秒激光將為新能源的產(chǎn)生發(fā)揮重要作用。發(fā)現(xiàn)激光的歷史還不到40年，它是目前人類觀察發(fā)現(xiàn)微觀世界，揭示超快運(yùn)動(dòng)過(guò)程的重要手段。

飛秒激光有這樣一些特點(diǎn):首先，飛秒激光是一種以脈沖形式運(yùn)轉(zhuǎn)的激光，持續(xù)時(shí)間非常短，只有幾個(gè)飛秒，一飛秒就是10的負(fù)15次方秒。它比利用電子學(xué)方法所獲得的最短脈沖要短幾千倍，是人類目前在實(shí)驗(yàn)條件下所能獲得的最短脈沖。其次，飛秒激光具有非常高的瞬時(shí)功率，可達(dá)到百萬(wàn)億瓦，比目前全世界發(fā)電總功率還要多出百倍。另外飛秒激光能聚焦到比頭發(fā)的直徑還要小的空間區(qū)域，使電磁場(chǎng)的強(qiáng)度比原子核對(duì)其周圍電子的作用力還要高許多倍。

飛秒激光的出現(xiàn)使人類第一次在原子和電子的層面上觀察到分子和原子在快速地運(yùn)動(dòng)著。由此飛秒激光在物理學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)控制反應(yīng)、光通訊等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。特別值得提出的是，由于飛秒激光具有快速和高分辨率特性，它在病變?cè)缙谠\斷、醫(yī)學(xué)成像和生物活體檢測(cè)、外科醫(yī)療及超小型衛(wèi)星的制造上都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和不可替代的作用。飛秒激光技術(shù)是當(dāng)今激光眼科學(xué)界的前沿技術(shù)。飛秒激光能聚焦到比頭發(fā)的直徑還要小得多的空間區(qū)域，用來(lái)進(jìn)行微精細(xì)加工，可有效地治療近視。

高強(qiáng)度飛秒激光的作用在物質(zhì)上會(huì)使氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)的物質(zhì)瞬間變成等離子體。這種等離子體可以輻射出各種波長(zhǎng)的激光。高功率飛秒激光與電子束碰撞還能夠產(chǎn)生X射線飛秒激光，產(chǎn)生β射線激光，產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)。高功率飛秒激光還可以將大氣擊穿，從而制造放電通道，實(shí)現(xiàn)人工引雷，避免飛機(jī)、火箭、發(fā)電廠因天然雷擊而造成的災(zāi)難性破壞。利用飛秒激光能夠非常有效地加速電子，使加速器的規(guī)模得到上千倍的壓縮。高功率飛秒激光與物質(zhì)相互作用，能夠產(chǎn)生足夠數(shù)量的中子，實(shí)現(xiàn)激光受控核聚變的快速點(diǎn)火。

飛秒激光可以將其能量全部、快速、準(zhǔn)確地集中在限定的作用區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃、陶瓷、半導(dǎo)體、塑料、聚合物、樹(shù)脂等材料的微細(xì)尺寸加工，具有其他激光加工無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì):1．耗能低，無(wú)熱熔區(qū)，“冷”加工;2．可加工的材料廣泛，從金屬到非金屬再到生物細(xì)胞組織，甚至是細(xì)胞內(nèi)的線粒體;3．高精度、高質(zhì)量、高分辨率，加工區(qū)域可小于焦斑尺寸，突破衍射極限;4．對(duì)環(huán)境沒(méi)有特殊要求，無(wú)污染。飛秒激光微加工是當(dāng)今世界激光、光電行業(yè)中極為引人注目的前沿研究方向。世界各國(guó)學(xué)者在飛秒激光與材料相互作用機(jī)理研究方面已取得重大的進(jìn)展，開(kāi)發(fā)出以鈦寶石激光器為主的飛秒激光微加工系統(tǒng)，開(kāi)展了飛秒激光微納加工的工藝研究，促進(jìn)了多學(xué)科的融合，推動(dòng)著飛秒激光微細(xì)加工技術(shù)向著低成本、高可靠性、多用途、產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展。飛秒激光微加工技術(shù)將在超高速光通訊、強(qiáng)場(chǎng)科學(xué)、納米科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用和潛在的市場(chǎng)前景。

現(xiàn)代光通信的高速率、大容量的發(fā)展方向，要求光電器件的高度集成化。而集成化的前提是光電器件的微型化。因此，光電器件的微型化是當(dāng)前光通信領(lǐng)域研究的前沿和熱點(diǎn)。近年來(lái)，相比傳統(tǒng)的光電技術(shù)，飛秒激光微加工技術(shù)將成為新一代光電器件的制造技術(shù)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在光波導(dǎo)的制備技術(shù)等諸多方面進(jìn)行了有益的探索，取得了很大的進(jìn)展。