飞秒激光技术的发展历程
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飞秒激光脉冲的发展及其应用飞秒激光脉冲的发展及其应用飞秒激光是过去20年间由激光科学发展起来的最强有力的新工具之一。
飞秒脉冲时域宽度是如此的短,目前已经达到了4fs以内。
1飞秒(fs) ,即10-15s ,仅仅是1千万亿分之一秒,如果将10fs作为几何平均来衡量宇宙,其寿命仅不过1min而已;飞秒脉冲又是如此之强,采用多级啁啾脉冲放大(CPA)技术获得的最大脉冲峰值功率可达到百太瓦(TW,即1012W)甚至拍瓦(PW,即1015W)量级,其聚焦强度比将太阳辐射到地球上的全部光聚焦成针尖般大小后的能量密度还要高。
飞秒激光完全是人类创造的奇迹。
近二十年来,从染料激光器到克尔透镜锁模的钛宝石飞秒激光器,以及后来的二极管泵浦的全固态飞秒激光器和飞秒光纤激光器,虽然说脉冲宽度和能量的记录在不断刷新,但最大进展莫过于获得超飞秒脉冲变得轻而易举了。
桑迪亚国家实验室的R.Trebino说:“过去10年中,(超快)技术已有显著改善, 钛蓝宝石激光器和现在的光纤激光器正在使这种(飞秒) 激光器的运转变得简洁和稳定。
这种激光器现在人们已可买到, 而10年前, 你却必须自己建立。
”比如,著名的飞秒激光系统生产商美国Clark-MXR公司将产生高功率飞秒脉冲的所有部件全部集成到一个箱子里,采用掺铒光纤飞秒激光器作为种子源,加上无需调整(NO Tweak)的特殊设计,形成了世界上独一无二,超稳定、超紧凑的CPA2000系列钛宝石啁啾脉冲放大系统。
这种商品化的系统不需要飞秒专家来操作,完全可以广泛应用于科研和工业上的许多领域里。
根据飞秒激光超短和超强的特点,大体上可以将应用研究领域分成超快瞬态现象的研究和超强现象的研究。
它们都是随着激光脉冲宽度的缩短和脉冲能量的增加而不断的得以深入和发展。
飞秒脉冲激光的最直接应用是人们利用它作为光源, 形成多种时间分辨光谱技术和泵浦/探测技术。
它的发展直接带动物理、化学、生物、材料与信息科学的研究进入微观超快过程领域, 并开创了一些全新的研究领域, 如飞秒化学、量子控制化学、半导体相干光谱等。
中国近视手术的发展历程
中国近视手术的发展历程可以追溯到20世纪80年代。
开始时,中国医生主要采用传统的角膜切削手术方法,例如光圈切削术和角膜镶嵌术,来治疗近视。
然而,这些方法存在着术后恢复时间长、疼痛感明显以及角膜形态改变的副作用。
随着激光技术的发展,中国于1994年开始进行LASIK(角膜
磨镶术)手术。
这种手术通过使用激光来切削角膜,然后将磨削的角膜再覆盖到原来角膜上,来改善近视。
LASIK手术具
有短暂的手术时间、术后恢复快以及视力回复稳定的优点,因此逐渐成为中国最主要的近视矫正手术方法。
随着技术的不断进步,中国医生也开始采用SMILE(微创激
光角膜磨削术)手术来治疗近视。
相比较LASIK手术,SMILE手术不需要切削角膜,而是通过激光直接在角膜内部
形成一个小的圆盘,然后通过一个小的切口将其取出。
这种手术具有切口更小、对角膜的损伤更小以及手术时间更短的特点,因此受到越来越多的中国近视患者的青睐。
此外,中国还开始采用屈光内窥镜、晶体植入术等先进技术来治疗近视。
这些新技术在保持眼部结构的完整性的同时,能够有效改善近视,提高视力。
总的来说,中国近视手术的发展历程经历了从传统手术到激光手术,再到创新技术的转变。
随着技术的不断进步,中国的近视手术水平在全球范围内也处于领先地位。
信息检索与利用专题检索报告课题:飞秒激光技术的发展和应用学院物理与光电工程学院专业电子科学与技术班级 12(6)班学号XXX姓名XXX手机 XXX指导教师XXX2015年04月28日一、课题分析飞秒:飞秒(femtosecond)也叫毫微微秒,简称fs,是标衡时间长短的一种计量单位。
1飞秒只有1秒的一千万亿分之一,即1e−15秒或0.001皮秒(1皮秒是,1e−12秒)。
即使是每秒飞行30万千米的光速,在一飞秒内,也只能走300纳米。
飞秒激光:飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光,持续时间非常短,只有几个飞秒,一飞秒就是10的负15次方秒,也就是1/1000万亿秒,它比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍。
这是飞秒激光的第一个特点。
飞秒激光的第二个特点是具有非常高的瞬时功率,可达到百万亿瓦,比全世界发电总功率还要多出百倍。
飞秒激光的第三个特点是,它能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域,使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。
选题的原因及意义: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特性,它在病变早期诊断、医学成象和生物活体检测、外科医疗及超小型卫星的制造上都有其独特的优点和不可替代的作用。
关键词:飞秒,激光,飞秒激光。
Keyword:femto-second laser fs laser选用的数据库:1、中文数据库:中国期刊网(CNKI),万方数据资源系统,维普中文期刊数据库,超星数字图书馆电子图书(读秀学术搜索)2、外文数据库:ISI web of knowledge,Elsevier SDOL电子期刊二、检索步骤及结果a)检索过程1.中国知网(CNKI)进入广东工业大学图书馆——中文数据库——中国期刊网——高级检索。
(1)检索式:篇名=飞秒激光的发展or飞秒激光的应用匹配方式:模糊结果:100条【中国学术期刊网络出版总库(64),中国博士学位论文全文数据库(12),中国优秀硕士学问论文全文数据库(8),中国重要会议论文全文数据库(13),国际会议论文全文数据库(2),中国重要报纸全文数据库(1)】(2)检索式:主题=飞秒激光的发展or飞秒激光的应用匹配方式:精确结果:27【中国学术期刊网络出版总库(17),特色期刊(1),中国博士学位论文全文数据库(4),中国优秀硕士学问论文全文数据库(4),中国重要会议论文全文数据库(1)】分析:第一次的检索数量太大了,所以调整检索式,减少搜索范围,结果数量合适,所以就采取第3种检索式。
飞秒激光是过去20年间由激光科学发展起来的最强有力的新工具之一。
飞秒脉冲时域宽度是如此的短,目前已经达到了4fs以内。
1飞秒(fs),即10-15s ,仅仅是1千万亿分之一秒,如果将10fs作为几何平均来衡量宇宙,其寿命仅不过1min而已;飞秒脉冲又是如此之强,采用多级啁啾脉冲放大(CPA)技术获得的最大脉冲峰值功率可达到百太瓦(TW,即1012W)甚至拍瓦(PW,即1015W)量级,其聚焦强度比将太阳辐射到地球上的全部光聚焦成针尖般大小后的能量密度还要高。
飞秒激光完全是人类创造的奇迹。
近二十年来,从染料激光器到克尔透镜锁模的钛宝石飞秒激光器,以及后来的二极管泵浦的全固态飞秒激光器和飞秒光纤激光器,虽然说脉冲宽度和能量的记录在不断刷新,但最大进展莫过于获得超飞秒脉冲变得轻而易举了。
桑迪亚国家实验室的R.Trebino说:“过去1 0年中,(超快)技术已有显著改善, 钛蓝宝石激光器和现在的光纤激光器正在使这种(飞秒) 激光器的运转变得简洁和稳定。
这种激光器现在人们已可买到, 而10年前, 你却必须自己建立。
”比如,著名的飞秒激光系统生产商美国Clark-MXR公司将产生高功率飞秒脉冲的所有部件全部集成到一个箱子里,采用掺铒光纤飞秒激光器作为种子源,加上无需调整(NO Tweak)的特殊设计,形成了世界上独一无二,超稳定、超紧凑的CPA2000系列钛宝石啁啾脉冲放大系统。
这种商品化的系统不需要飞秒专家来操作,完全可以广泛应用于科研和工业上的许多领域里。
根据飞秒激光超短和超强的特点,大体上可以将应用研究领域分成超快瞬态现象的研究和超强现象的研究。
它们都是随着激光脉冲宽度的缩短和脉冲能量的增加而不断的得以深入和发展。
飞秒脉冲激光的最直接应用是人们利用它作为光源, 形成多种时间分辨光谱技术和泵浦/探测技术。
它的发展直接带动物理、化学、生物、材料与信息科学的研究进入微观超快过程领域, 并开创了一些全新的研究领域, 如飞秒化学、量子控制化学、半导体相干光谱等。
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。