飞秒激光及其应用进展
飞秒激光技术发展及其应用

超短脉冲展宽和压缩
Pulse stretcher
grating d f 2f d f
grating
两种主要放大方法:多通、再生
多通放大示意图
pump input
再生放大示意图
pump
output
gain
input/output
gain
polarizer Pockels cell
多通与再生的比较:
0.6 0.4 0.2 0.0 0 2 4 6
Time /ps
8
10
It is possible to replace fs Ti:sapphire laser with fs fiber laser in some areas.
高平均功率,高能量飞秒光纤CPA系统
输出平均功率:21W 重复频率:17MHz 单脉冲能量:1.2J 脉冲宽度:240fs
第七讲飞秒激光技术发展及其应用曾祥梅第七讲飞秒激光技术发展及其应用曾祥梅电子工程学院光电子技术系主要内容一飞秒脉冲激光产生二飞秒脉冲放大一飞秒脉冲激光产生二飞秒脉冲放大三阿秒脉冲的产生和测量四飞秒激光应用五总结三阿秒脉冲的产生和测量四飞秒激光应用五总结11飞秒激光脉冲的产生?光谱宽度和脉冲宽度的关系?激光模式和锁模?锁模技术被动锁模和饱和吸收体克尔透镜效应和钛宝石激光主动锁模其它锁模技术被动锁模和饱和吸收体克尔透镜效应和钛宝石激光主动锁模其它锁模技术光谱宽度和脉冲宽度的关系海森伯测不准原理限制
重复频率 输出能量 平均功率 光束直径
1 kHz 20 mJ 20 W 3 mm
10 kHz 1.8 mJ 18 W 1 mm
100 kHz 0.2 mJ 20 W 250 µm
Pump power 100 W
飞秒激光在眼科手术中的应用

飞秒激光在眼科手术中的应用飞秒激光以其独特的扫描精确性、安全性、可预测性、可重复性、微创口等优势,在角膜屈光矫正、角膜穿透移植、角膜板层移植、以及圆锥角膜治疗、辅助白内障手术、角膜及晶体矫正老视等方面有广泛的应用。
随着人们对术后视力更高的要求及技术的提高,飞秒激光也成为眼科界的新宠。
我们就飞秒激光的的作用原理及在眼科手术领域的应用进行综述。
标签:飞秒激光;白内障;角膜飞秒激光是一种脉冲形式的近红外激光,具有脉冲宽度窄、重复频率高、脉冲能量低的独特优势,它不能被光学透明组织吸收的特点使它可以精确的聚集在不同深度的组织中。
它的性质为以飞秒计算周期的超短脉冲激光,脉冲时间为10~15s。
按照物理学的原理,激光能量正比于单位时间内光能的大小,达到同一效果时,脉冲相对时间越短输出的相对能量越低。
此特性对于眼部手术尤其重要,每一脉冲经过准确的空间定位,降低震荡波及产热对周边组织的损伤,减低手术中对角膜、虹膜、晶体悬韧带、晶状体囊袋等组织的损害。
自2000年以来批准用于临床后,其以安全性、精确性、有效性、均匀性、个性化制造瓣、切割边缘角膜可控性及可重复性及好的预测性的优势在国内外普遍发展。
1 飞秒激光在角膜手术中的应用1.1 飞秒激光在屈光手术中的应用传统的屈光手术采用的是微型角膜刀人工制造角膜瓣,而飞秒激光在LASIk手术中是采用电脑控制、非接触的方式制作角膜瓣,能够精确切除100~180um厚薄均匀的角膜瓣。
手术中通过激光聚焦来精确定位角膜位置、角膜瓣的蒂的长度,且其制造的角膜基质床平滑,大大减少了手术源性不规则散光,并具有良好的可重复性。
在制造过程中还可实现”个体化手术”的方案,即根据患者不同的角膜厚度、散光等情况寻找最适合的手术参数。
Kezirian等比较了飞秒激光刀Intralase与两种角膜板层刀的手术结果示:A组:飞秒激光刀组106只眼,B组:Hansatome角膜刀143只眼,C组:Carriazo-Barraquer角膜刀126只眼,结果显示三组中A组剩余±0.50D以内的患者中约91%,B组74%,C组73%;A组的瓣最薄(114±14)um,B组(156±29)um,C组(153±26)um;A组球像差最小;A组损伤上皮细胞为0.0%,B组为7.7%,C组为9.6%[1]。
光学中的高功率飞秒激光的应用

光学中的高功率飞秒激光的应用飞秒激光是一种特殊的激光,其激光脉冲时间短至飞秒级别(1飞秒等于1亿分之一秒)。
高功率飞秒激光作为一种新兴激光技术,有很多应用,特别是在光学领域。
本文将探讨高功率飞秒激光在光学中的应用。
一、飞秒激光的基本原理飞秒激光通过特殊的激光器器件产生,其原理是采用了超短脉冲激光的工作原理。
在这种激光中,由于脉冲时间极短,激光在介质中的传播时间也很短,所以能量非常强,能达到数千瓦甚至上万瓦的高功率。
二、飞秒激光在光学加工领域的应用在光学加工领域,飞秒激光被广泛应用。
在最初的应用中,飞秒激光主要用于三维微加工,比如制造微小的微机电系统和激光微加工。
近年来,人们发现飞秒激光还可以用于材料加工的超精细切割。
与传统的机械切割相比,飞秒激光可以实现材料精细切割。
三、飞秒激光在生物医学领域的应用除了光学加工领域,飞秒激光在生物医学领域也有很多应用。
比如,它可以用于切割角膜、修补血管以及治疗皮肤疾病等。
四、飞秒激光在光谱学领域的应用飞秒激光在光谱学领域也有应用。
由于其脉冲时间极短,可以用于对材料的微观结构进行分析和研究,包括分子和晶体的内部结构以及它们之间的相互作用。
五、飞秒激光在信息处理领域的应用飞秒激光在信息处理领域也有应用。
利用飞秒激光对物质材料进行编码,在空间和时间上形成基于路径的量子逻辑门的运算,以实现量子计算。
这一应用能力说明了在全世界范围内,作为实际应用现场的飞秒激光,具有巨大的发展潜力。
六、飞秒激光的未来发展趋势随着科技的进步和人们对高质量生活的追求,飞秒激光的未来发展趋势是显而易见的。
在生物医学、光学加工和量子计算等领域,飞秒激光将会有越来越广泛的应用。
总之,飞秒激光作为一种新技术,其应用领域非常广泛,已经在很多领域得到了广泛的应用。
未来它将继续发挥重要作用,为科学技术的进步和人类社会的发展做出贡献。
飞秒激光在眼科临床的应用

对于角膜表面的损伤或病变,飞秒激 光能够精确地去除病变组织,促进角 膜的自我修复。
白内障手术
晶状体乳化术
飞秒激光能够精确地击碎晶状体,并将其乳化,为人工晶状体的植入提供便利。
晶状体囊膜切开术
对于复杂的白内障手术,飞秒激光能够精确地切开晶状体囊膜,提高手术效果。
青光眼手术
房角切开术
利用飞秒激光将房角进行精确的切开,降低眼压,缓解青光 眼症状。
减少感染风险
飞秒激光手术过程中,由于无机械接 触,减少了感染的风险。
广泛的应用范围
飞秒激光适用于多种眼科手术,如角 膜手术、晶状体手术等。
局限性
设备成本高
飞秒激光设备成本较高,使得手术费 用相对较高。
不适用于所有患者
尽管飞秒激光手术应用广泛,但仍有 一些特定情况不适宜使用。例如,对 于患有某些慢性疾病或年龄过大的患 者,手术风险可能会增加。
小梁切除术
飞秒激光能够精确地切除小梁组织,改善房水引流,降低眼 压。
视网膜手术
视网膜脱离复位术
利用飞秒激光将视网膜进行精确的固 定,提高视网膜脱离复位手术的成功 率。
黄斑裂孔手术
对于黄斑裂孔的治疗,飞秒激光能够 提供精确的手术操作,促进裂孔的愈 合。
眼肿瘤手术
眼球摘除术
对于眼内的恶性肿瘤,飞秒激光能够提 供精确的手术操作,最大程度地保留眼 球的结构。
智能化手术辅助
研发更加智能化的手术辅 助系统,利用人工智能和 机器学习技术,实现手术 过程的自动化和智能化。
个性化治疗方案
根据患者的具体情况和需 求,制定更加个性化的治 疗方案,提高手术效果和 患者的满意度。
新应用领域的探索
新型手术方式
探索飞秒激光在眼科手术中的新应用 领域,如角膜移植、青光眼手术等, 拓展飞秒激光在眼科手术中的治疗范 围。
飞秒激光技术在材料加工中的应用

飞秒激光技术在材料加工中的应用飞秒激光技术是目前材料加工领域中最为炙手可热的一项技术。
飞秒激光具有高能量、高速度和高精度等特点,可以实现对材料的微观加工和细节修整,因此在医学、工业、科学研究等领域中有着广泛的应用。
在本文中,我们将会探讨飞秒激光技术在材料加工中的应用及其优点。
一、飞秒激光技术介绍飞秒激光技术是一种利用飞秒脉冲的高能量激光进行加工的新兴技术。
相比于传统激光,飞秒激光的脉冲时间极短,通常为几百飞秒,即1秒钟内脉冲数达到10的15次,这使得飞秒激光可以实现对材料的微观加工和细节修整。
由于飞秒激光具有极高的能量和速度,能够产生极高的温度和压力,使得材料发生蒸发、熔化等现象,进而实现对材料的切割、二次加工等操作。
同时,由于脉冲时间非常短,飞秒激光加工可以有效避免材料的过度加工和热扰动,从而提高了加工的质量和效率。
二、飞秒激光技术在材料加工中的应用1.微处理飞秒激光在微处理领域中有着广泛的应用。
例如,可以利用飞秒激光切割和打孔微型管道和细长管道,这对于微流体方面的研究和应用有着重要的意义。
同时,飞秒激光还可以实现对一些复杂的微器件和微结构的制造,例如微型精密光学器件、微机械器件等。
2. 二次加工由于飞秒激光加工可以实现对材料的微观处理,因此在二次加工方面有着特殊的优势。
例如,飞秒激光可以用于对材料表面的图案化处理、雕刻以及微观结构的制造等,这对于材料的表面功能化和优化等方面应用具有广泛的应用价值。
3. 切割加工飞秒激光在切割加工方面也有着广泛的应用。
传统激光加工往往因为焦点位置的不稳定和束斑大小的变化等问题而导致加工的质量不稳定,而飞秒激光可以有效解决这一问题,实现对材料的高精度切割加工。
三、飞秒激光技术的优点1.高精度飞秒激光可以实现对材料的微观加工和细节修整,具有极高的加工精度。
由于脉冲时间非常短,也可以避免因为加工时间过长而导致的材料变形等问题,进一步提高了加工的精度和质量。
2.高速度在一些大批量制造的加工场合中,飞秒激光技术具有明显的优势。
飞秒激光在白内障手术中的应用及对角膜规则散光的影响

飞秒激光在白内障手术中的应用及对角膜规则散光的影响白内障是一种常见的眼部疾病,通常发生在中年及老年人群中。
随着年龄的增长,白内障的发病率也逐渐增高。
传统的白内障手术是通过超声乳化将混浊的晶状体组织分解并抽出,然后植入人工晶状体来替代原有的晶状体。
随着科技的发展,飞秒激光技术的应用给白内障手术带来了革命性的变化。
飞秒激光在白内障手术中的应用不仅提高了手术的安全性和精确度,同时也对角膜规则散光的矫正产生了积极的影响。
飞秒激光(Femtosecond laser)是一种新型的激光技术,它的脉冲时间极短,可以精确地切割组织而不会对周围组织产生影响。
在白内障手术中,飞秒激光可以被用来创建角膜切口和在晶体上创建切割点,以便于手术中将混浊的晶状体进行碎裂和抽吸。
相比传统的超声乳化手术,飞秒激光手术更加精确,减少了对角膜和周围组织的损伤,缩短了手术时间,减少了手术并发症的风险。
在白内障手术中,飞秒激光可以对角膜的曲率和厚度进行精确的调节,因此对于患有角膜规则散光的患者来说,飞秒激光手术可以提供更好的矫正效果。
角膜规则散光是一种常见的眼部问题,患者会出现视力模糊、眼睛干涩、眼疲劳等症状,给日常生活和工作带来了诸多不便。
传统的白内障手术对于患有角膜规则散光的患者来说,可能需要额外进行角膜切割手术或者在人工晶状体上植入特殊设计的镜片来进行矫正。
而飞秒激光手术则可以在白内障手术的同时对角膜规则散光进行矫正,大大简化了手术流程,减少了术后并发症的风险。
飞秒激光手术对角膜规则散光的矫正效果主要体现在以下几个方面:1. 精确的角膜形状调节:飞秒激光可以精确地调节角膜的形状和曲率,通过调整切割的深度和位置来改变角膜的几何形状,从而矫正散光。
2. 个性化的治疗方案:飞秒激光可以根据患者的眼部结构和散光情况进行个性化的治疗方案设计,确保矫正效果更加精确和稳定。
3. 术后恢复快速:飞秒激光手术对角膜的损伤更小,术后恢复更加快速,减少了术后并发症的风险,提高了手术的安全性。
飞秒激光加工技术的原理与应用

飞秒激光加工技术的原理与应用飞秒激光加工技术是一种先进的加工技术,由于其所具有的优越性能,已经被广泛应用于各种领域,包括材料加工、生物医学、光电子等领域。
本文将从单位时间、激光的应用、影响加工效率的因素等方面,介绍飞秒激光加工技术的原理与应用。
一、这种激光的单位时间飞秒激光是指脉冲宽度在飞秒量级(1/fs,10^-15秒)的激光束,它具有光强高、脉冲宽度短、准直性好等特点。
由于飞秒激光的能量密度非常高,能够瞬间将物体表面的原子或分子挪开,形成微小孔洞,从而实现对材料的精密刻蚀。
二、激光的应用飞秒激光加工技术可以被广泛应用于各种材料的加工过程中,包括半导体、生物材料、金属、玻璃、陶瓷等等。
常见的应用包括:微加工、激光粘接、表面处理、微纳加工、微型器件加工等。
例如,在半导体领域,飞秒激光加工技术可以替代传统的化学蚀刻法,实现对半导体芯片的加工。
在光学领域,它可以用于脉冲激光器的制造和反射镜镀膜,使用飞秒激光加工技术可以实现非常高的精度和清晰度,适用于制造高精度光学仪器和元器件。
实验表明,飞秒激光加工技术比传统的加工技术更加精密、更加高效,可以提高生产效率,减少问题,并且可以加工出精准且具有复杂形状的产品。
三、影响加工效率的因素虽然飞秒激光加工技术比其他加工技术更快、更有效,但仍存在一些因素会影响其加工效率。
下文将从以下几个方面进行阐述:1. 材料性质:材料的特性是决定加工效率的关键因素。
不同材料具有不同的光学和物理特性,例如折射率、散射系数、吸收系数等,会直接影响激光对材料的相互作用,从而影响加工效果和速度。
2. 激光参数:激光参数是影响飞秒激光加工效率的另一重要因素。
激光参数包括脉冲能量、波长、脉冲宽度等,这些参数会影响加工表现、结构和材料粗糙度。
3. 加工表面处理:加工表面的处理可以影响加工效率,通过预处理表面,可以提高加工表面的质量级别,从而减少加工过程中的错误率。
4. 加工气体:在加工过程中,加工气体是至关重要的。
飞秒激光技术在科学研究中的应用

飞秒激光技术在科学研究中的应用作为一种新兴的光学技术,飞秒激光技术因其超快速的响应和微小的光学波长而备受瞩目。
在过去的二十年里,飞秒激光技术在材料科学、化学、生物等多个领域都有广泛的应用,成为近几年来最受欢迎的研究工具之一。
本文将介绍飞秒激光技术在科学研究中的应用,并对其未来的应用前景进行展望。
一、飞秒激光技术的基本原理首先需要了解飞秒激光技术的基本原理。
飞秒激光技术是一种超快速的激光技术,其激光脉冲的持续时间仅为飞秒级别,即1秒内发生的次数为10¹⁵,因此也被称为超短激光技术。
飞秒激光技术以一定的泵浦能量输入样品光团,该能量非常的小,无法改变样品的温度,密度等基础性质。
但是,由于超快速的响应特性,飞秒激光与样品相互作用时会产生非常强烈的局部场,将样品加热到非常高的温度,并且经过短暂的时间就会冷却回去。
这一过程类似于一种“烤焦即焕新”的过程,即飞秒激光的微小功率集中于样品的局部区域,将其加温后再冷却,从而使材料的内部结构发生变化。
这样,飞秒激光技术就可以作为一种非常精确而有力的加工工具,将物质加热并产生非常短暂但高度能量密度的局部场,以实现样品上的各种操作。
二、飞秒激光技术在材料科学中的应用飞秒激光技术在材料科学中的应用十分广泛。
首先是在制造纳米器件方面的应用。
利用飞秒激光技术可以制造出非常细微的设备和结构,同时攻克了传统机械加工技术所面临的纳米尺度加工难题,具有更大的预测性和可控性。
这项技术广泛应用于半导体加工、微机电系统制造和纳米器件制造等领域。
另外,飞秒激光技术还可用于材料微观结构分析和表面改性,通过控制激光工艺参数、改变材料表面能量状态,改善材料的物理和化学性能。
例如,使用飞秒激光技术可以制造出非常精细的金属纳米结构,具有优异的可见光透过率和电学性能;同时,它还可以在不影响材料内部结构的情况下改变材料表面的形貌,从而实现材料表面的精密工艺处理,如通过制造非常细密的孔洞或精密的凹凸点阵等得到更多的物理或化学特性。
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飞秒激光及其应用进展超短脉冲时代是从1960年代末1970年代初提出激光锁模技术时开始的,短短的20年后,出现了主动锁模,被动锁模,脉冲碰撞锁模(CPM),相加脉冲锁模等,锁模技术可以将脉冲缩短到皮秒是10-12秒甚至飞秒10-15秒。
在1980年代中期出现的自锁模技术和非线性啁啾脉冲放大技术,使我们真正进入了超短脉冲的时代。
利用这种技术可以产生一个高密度,高强度和高温高压领域是实验室天体物理在极端条件下,光与物质相互作用的极端物理条件,并提供了一个强大的高亮度X射线产生的重大科学研究手段。
此外,在第二十世纪90年代末,还发现飞秒激光的介质效应产生的长脉冲激光的独特性质有所不同,如区域、热效应小,空间选择性的作用,这些独特的性能,在许多领域有重要的应用价值,如微型光子器件的制造,医药,精细操作,三维度的光存储,纳米生物技术,纳米医学,这些应用已经引起了国内外的广泛关注。
飞秒激光其超短脉冲,超强峰值功率和高聚焦能力,因能够实现超精细和维微加工的特点获得了广泛关注和深入研究,所以飞秒激光技术发展迅速。
一、飞秒激光简介激光曾被人类视为神秘之光并已被广泛使用。
飞秒激光是近年来科学家们通过探究发现的更特殊的激光,简称FS是一种近红外光以脉冲形式运行,很短的时间,是衡量时间的标准尺度的长度。
1飞秒只有1秒的一千万亿分之一,即10-15秒。
飞秒激光有以下三个特点:1、利用飞秒激光获得的脉冲要比利用电子学方法获得的最短脉冲还短几千倍。
2、具有比目前全世界发电总功率还要多出百倍的瞬时功率,可达百万亿瓦。
3、空间区域可以集中到比头发的直径还要小,使周围的核力量的电场强度比其他电子还高几倍。
二、飞秒激光的发展历史飞秒激光的发展可分为四个阶段,目前已经历了前三个阶段正在进入第四个阶段。
60年代中后期的10-9~10-10s第一阶段是飞秒激光的早期阶段,其主要特点是建立锁模的理论和实验研究的各种各样的夹紧方法。
第二阶段是基于各种各样的锁模逐渐趋向于成熟的理论和方法为主要特征的70年代的10-11~10-12s,这个阶段皮秒(10-12)初步应用于化学和物理的领域。
第三阶段是飞秒激光的发展,主要是以碰撞锁模染料激光器的飞秒激光脉冲宽度为代表,真的进入了飞秒(10-15秒)阶段。
飞秒激光脉冲的色散,嘀啾,自相位调制效应再不能被忽略了,平衡这些效应的结果产生了使物理学界震惊的事件——理论上早已预言的孤子(soilton)首先在光学领域实现了——光孤子(Optical Soliton)。
飞秒光脉冲的出现还伴随生长出许多新的光学技术。
第四个阶段是从90年代初开始的。
而它主要特征是表现在产生飞秒激光介质的新的突破。
自从70年代初期开始,一直是有机染料为介质的激光器领导飞秒激光新潮流。
到了90年代,以掺钦蓝宝石为代表的固体介质激光器突然闯入了飞秒激光领域,并大有一举取代飞秒染料激光器之势。
简单,实用和性能更优越是固体飞秒激光技术的鲜明特点。
在短短的20几年内飞秒激光经历了四个发展阶段,脉冲宽度压缩了5~6个量级,并在光通讯,化学,物理,生物学等众多领域中得到了广泛应用。
其纵向发展速度之快横向扩展范围之广在自然科学史上是罕见的。
20多年的飞秒激光的发展,特别是近10年的发展,促进基础学科的发展,如物理、化学、生物学研究的超快过程,也兴起了许多新学科的崛起,如超快非线性光学、光孤子通信和飞秒激光物理、飞秒激光飞秒化学、光电等。
三、飞秒脉冲激光器的发展1981年美国贝尔实验室的合作者及其Fork利用被动锁模原理在染料激光器中首次获得了激光脉冲。
使输出激光脉冲宽度第一次进入了飞秒量级,并且成功的研制出了碰撞锁模(colliding pulse mode-locking,简称CMP)染料激光器。
从此激光技术发展开始步入了飞秒激光阶段。
到1985年,他们在染料激光器中获得了27fs的超短脉冲。
在第二十世纪80年代末出现了大量的热传导性能好,固体荧光带宽增益值,最具代表性的是掺钛蓝宝石(Ti:Sap-phire,Ti:S)。
它有一个宽的荧光光谱(660-1100nm),优良的热传导性,上能级和寿命长,光学均匀性好,广泛吸收光谱(600nm)和高硬度等诸多优点。
此后染料激光器逐渐由固体飞秒激光器来取代并成为了飞秒激光技术发展的重要方向。
随着飞秒激光技术的发展,飞秒激光已广泛应用于许多领域,如医疗诊断,早在体内检测和疾病,具有独特的、不可替代的作用,也可以使用飞秒激光产生高功率放电通道,从而实现人工排水射线大气击穿特性火箭,避免损伤,以及由于自然灾害如飞机雷击。
四、飞秒激光在基础理论研究中的应用(一)超强度的应用飞秒脉冲能够在核物理及高能物理方面得到关注是因为它在超强电场的应用,不仅能够能对原子和分子直接“加工”而且还非常容易地产生相对电子。
研究发现,当激光强度达到太瓦级,很容易产生的非线性现象和低强度的飞秒激光脉冲照射下的光电阴极,将产生飞秒电子脉冲,将成为一个高亮度电子源。
也可以改变由干扰引起的轻瓦斯大气气溶胶的观测特征,可以自动改变折射率和光。
(二)超快的应用飞秒激光的超高速(超快)性能的使用可以形成质异常单量子态,以及分子的可用光和直接控制的运动。
目前的研究工作已达到高潮。
在光场中飞秒脉冲的几十个,只有几个周期的脉冲电场,所以控制阶段可以控制原子分子反应。
五、飞秒激光在医学中的应用(一)飞秒激光医疗近视原理飞秒激光医疗近视原理主要有以下两个:1、光爆破原理:首先产生光爆破的前提是激光脉冲聚焦到角膜组织中。
每一个光爆破都会产生一个微离子并会蒸发大约1微米的眼角膜组织;同时该组织会产生扩展的水泡和CO2气泡并被眼角膜组织吸收使之因此而被分离,形成飞秒激光的切削面。
2、光传输原理:把患者的手术资料和基本信息输入到计算机操作,“激光”的操作是为了保持准确的距离与激光在角膜组织激光焦点的距离,角膜压扁锥透镜。
飞秒激光机根据激光脉冲传输医生设定模式,角膜是靶向切割。
“飞秒激光”手术比传统的板层刀手术有以下几方面优势:(1)“飞秒激光”手术过程中可对同一患处进行多次手术,大幅降低手术风险,安全性大大提高。
(2)可避免了因使用板层刀而导致的金属碎屑残留。
(3)避免医源性角膜板层刀辅助可能发生的畸变,更完美视觉质量。
有效避免了板层刀制瓣可能出现的医源性像差,使视觉质量更完美。
(4)使手术过程中发生交叉感染的情况就成为了历史,使人类第一次在角膜手术上离开了板层刀。
(5)跟板层刀相比精确度提高百倍。
(6)不受角膜曲率的影响,矫治范围更广泛。
(二)激光治疗大家都知道,身体的物质的温度上升是非常敏感的,如果身体的温度上升到42度,然后将凝固和蛋白质生物功能的丧失。
而飞秒激光的热效应是最小的,不易损伤其他组织,这是用它做的手术刀的主要原因。
因此对心肌梗塞及脊髓手术飞秒激光是理想的选择。
此外,激光可以控制细胞。
飞秒激光在一个很小的点迹融合,激光冲击波实验的细胞分裂的产生已成功。
六、飞秒激光现状与发展趋势众所周知,飞秒激光技术逐渐成为许多新兴学科的生长点,下面仅把近几年来新发展起来的某些相关学科做一简述。
(一)飞秒等离子体物理近年来,激光等离子体物理在物理学和激光领域的一个研究热点,等离子体物理和高功率飞秒激光诱导的研究几乎是两年。
当高功率飞秒激光聚焦到一个固体材料界面,材料是离子在飞秒时间的范围,与电加热到很高的温度。
在这样短的时间内,等离子体的流动力学膨胀是来不及的,所以一层高温高密度的等离子体便在材料的表面形成,并且其界限是非常陡的:在远远小于一个光波波长的距离内,电子密度从真空陡增到固体密度,这种极端陡的等离子体界面是飞秒等离子体的显著特点,它和长脉冲激光产生的等离子体具有完全不同的性质。
此功能允许我们对等离子体,等离子体的非线性特性,深入分析研究的动态过程。
这项工作是相当新的,甚至与一个完整的数学模型可以描述飞秒激光等离子体。
(二)飞秒光电子学电脉冲飞秒激光超短光脉冲技术产生飞秒光电导。
它比用常规电子学技术产生的电脉冲要短几个数量级。
这种利用超短光脉冲来产生超短电脉冲的技术很快在超快逻辑电路、超快光电计算、超高速超高频电子器件等领域中获得应用,并于80年代后期形成了一门新的学科一超快光电子学(Ultrafast Optoclectronics)。
它是超快光子学和超快电子学相结合的产物。
在超快光电子学领域中,利用飞秒激光脉冲产生具有1012Hz重复率的电磁辐射的研究方向特别引人瞩目。
它是利用高功率飞秒激光照射在光电导组成的无线列阵上,产生周期小于1012s ,宽度为飞秒量级的强电磁辐射,由此构成微波和毫米波雷达。
用于地下调查这种雷达的探测深度和分辨率目前其他技术是无法比拟的,称为电磁导弹,它是使用在上面非常重要的潜在军事用途可以用宽带脉冲雷达。
七、结论飞秒激光给人类提供了不同于其他技术的研究工具,因此超强超短的飞秒激光将是人类追求的目标,尤其是泽瓦太瓦激光,给我们展示了一些最惊人,而又非常高能量的天体物理现象。
虽然我们才刚刚接触了的表面科学的主题,但对泽瓦甚至可能更极端的科学进行探索的同时对更高功率的激光的发展感到惊喜。
激光还可以把很多学科前沿的现代物理,核物理,相对论等离子体和原子物理,超高压物理学,量子物理学,天体物理学,宇宙学,非线性理论和粒子物理等都汇聚在一起。
虽然开展工作很艰巨,需要付出非凡的努力,但由于其他科学形成如此重大的影响,所以我们应该更注重强场的科学研究,决不能松懈。