飛秒激光應用概覽

1、1飛秒激光應用概覽Titan Electro-Optics 帥 斌先鋒科技股份有限公司2014.012Outline飛秒激光的特征材料/化學超快診斷生物學應用高次諧波與阿秒脈沖激光等離子體物理/粒子加速/快點火/ICF飛秒激光加工光頻時間基準（飛秒頻率梳）成絲與白光產(chǎn)生THz自由電子激光（FEL）實驗室天體物理，QED3飛秒激光的特征超快：=5fs (Oscillator) 35fs (CPA output）超強：功率：TW PW功率密度：1015 1021 W/cm2寬帶寬4材料科學與化學測量分子/半導體/化學反應過程中的超快能級/載流子/中間產(chǎn)物等最常規(guī)的測試：Pump-Probe反射率；

2、透射率吸收光譜；FOG，飛秒量級熒光壽命測試5飛秒Pump-Probe6材料科學與化學對飛秒激光的要求不需要太高能量，但需要放大器kHz，E2-E0E2E1E02hnE2-E0雙光子激發(fā)效率： I2只有光斑中心位置的強度（功率密度）足以激發(fā)熒光:8雙光子顯微一般振蕩級足夠用；波長800nm，或更長一些；光束質(zhì)量要優(yōu)越9OCT10高次諧波與阿秒脈沖應用：軟X射線光源Atto-Second Optical PulseLaser800nm, fs, =KwtDwwc/2Lt.2L/c13高次諧波等間隔：2nw0寬光譜：3 100th order同位相具備產(chǎn)生阿秒脈沖的條件14阿秒脈沖鏈與單個阿秒脈沖

3、FFTFFTAPTIAP15XUV輻射與激光脈寬302520151050Time(fs)tp= 100 fsE fieldHarmonic emissionIonization tp= 25 fstp= 5 fs產(chǎn)生單個阿秒脈沖一般需要2周期的驅動激光脈沖16實驗裝置17高次諧波連續(xù)譜輸出18HHG/Atto Second對激光的要求mJ mJ產(chǎn)生單個阿秒脈沖要求2個光周期的飛秒脈沖；CEP穩(wěn)定；波長較長為佳19激光等離子體物理飛秒激光直接產(chǎn)生等離子體并相互作用X射線輻射固體高次諧波電子/粒子加速飛秒激光與預等離子體相互作用X射線激光粒子加速打洞與快點火20電子/粒子加速21尾波場加速22射頻

4、加速VS激光加速23Experiment24快點火25等離子體相互作用對激光的要求通常要求較高的可聚焦功率密度：1018W/cm2 1021W/cm2激光器：數(shù)十TW PW對比度：優(yōu)于106926飛秒激光加工272829冷加工對激光器的要求平均功率：W可聚焦性能脈寬：fs ps30光頻梳原子鐘的重要性超過了原子彈某人31光鐘：采用超穩(wěn)頻激光作為頻率標準窄線寬激光ULE 超穩(wěn)腔隔震、恒溫、真空、電磁屏蔽 測量輸出頻譜分析反饋控制冷原子能級體系32飛秒激光在光鐘中的角色探測光頻的絕對值（把光頻轉換成射頻）33成絲與白光產(chǎn)生激光在空氣中自聚焦與等離子體散焦的平衡將導致光絲產(chǎn)生距離可達公里、十公里量級激光天線激光誘雷飛秒激光誘導人工天氣（降雨/降雪）34白光產(chǎn)生飛秒激光由于自位相調(diào)制，產(chǎn)生非常寬光譜的短脈沖輻射水、玻璃光子晶體35THz飛秒激光誘導光導天線產(chǎn)生周期約為飛秒激光脈寬的電場振動THz36FEL自由電子激光相干性非常好的XUV輻射激光電場調(diào)制電子束37極端條件物理實驗室天體物理用飛秒激