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飞秒激光筒介

时间:2018-06-28来源:未知
日期:2018-06-28文章来源:未知责任编辑:admin浏览:次

      

关键词: 飞秒,激光,筒介,飞秒,激光,筒介,基本概念,femtose

飞秒激光筒介
一、基本概念
1.飞秒 飞秒( femtosecond,fs)是一个时间上的概念,即1fs=10-13秒,也就是0.000000000000001秒。1飞秒相当于电子绕原子核半周的时间。与飞秒相对应的上一级的时间概念是皮秒( Picosecond),也叫微微秒(百亿分之一秒),1pS=10-12秒,即0.000000000001秒。
2.飞秒激光 飞秒激光( femtosecond Laser)是一种以脉冲形式运转的激光,主要特点是持续时间非常短,只有几个飞秒。它比利用电子学方法所获得的最短的脉冲还要短几干倍,是人类目前在实验条件下所能够获得的最短脉冲,它的精确度是士5um。
二、基本特性
1、飞秒激光具有精确的靶向聚焦定位特点,能能够聚焦到比头发丝直径还要小的空间区域内,使其电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍。
2、物质在飞秒激光的作用下会产生非常奇特的现象,即气态物质液态物质和固态物质在瞬间都会变成等离子体。
3.用飞秒激光进行手术,没有热效应和冲击波,因此在整个光程中都不会有组织损伤。
三、基本组成
要实现飞秒激光的这些特性,就需要了解它的基本组成。高功率的飞和激光系统主要由四部分组成,即振荡器、展宽器、放大器和压缩器。在振荡器内,利用一种特殊技术获得飞秒激光脉冲。展宽器是将这个飞秒种子脉冲按不同的波长在时间上拉开。放大器则是使这一展宽的脉冲获得充分的能量。压缩器则是把放大后的不同成分的光谱再会聚到一起,恢复到飞秒宽度,从而形成具有极高瞬时功率的飞秒激光脉冲。
四、主要用途
众所周知,物质是由分子和原子组成的,但是它们不是静止的,都在快速运动着,这是微观物质的一个非常重要的基本属性。飞秒激光的出现使人类第一次在原子和电子的层面上观察到了这一超快运动的过程。基于这些科学上的发现,飞秒激光在物理学、生物学、化学控制反应、光通讯等领域中得到了广泛应用。特别值得提出的是,由于飞秒激光具有快速和高分辨率的特性,它在病变的早期诊断、医学成像和生物活体检测、外科医疗及超小型卫星的制造等方面都有其独特的优点和不可替代的作用。
物质在高强度飞秒激光的作用下会出现非常奇特的现象:气态、液态、固态的物质瞬息间都会变成等离子体。这种等离子体可以辐射出各种波长的射线的激光。高功率的飞秒激光与电子束碰撞后能够产生硬X射线飞秒激光、β射线激光和正负电子对等。
高功率的飞秒激光在医学、超精细微加工、高密度信息储存和记录方面都有着很好的发展前景。高功率的飞秒激光还可以将大气层击穿,从而制造放电通道,实现现人工引雷,避免飞机、火箭、发电厂因天然雷击而造成的灾难性破坏。利用飞秒激光还能够非常有效地加速电子,使加速器的规模得到上千倍的压缩。高功率的飞秒激光与物质相互作用后,
能够产生足够数量的中子,实现激光受控核聚变的快速点火,为人类实现新一代能源开辟了一条新途径。
飞秒激光能够帮助眼科医生制作一个完全按照自己意愿的个性化角膜瓣。这种角膜瓣能够较好地保存角膜的生物力学特性,使角膜基质层保留有良好的屈光状态。飞秒激光制作角膜瓣的另一个特性就是,手术前可以很好地预测得到一个非常均匀平坦一致的角膜瓣。角膜基质和角膜瓣的内表面都具有优良的平滑特性,这种特性是良好手术效果的根本保证,目前的飞秒激光机一般可在30s内制作完成 LASIK角膜瓣。
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