超短脉冲激光及其应用.ppt

超短脉冲激光及其应用报告大纲1）超短脉冲激光及其特点；2）超短脉冲激光 产 生及其放大技 术简 介；3）超短脉冲激光 应 用；4）今后的 发 展 趋势 。一、超短脉冲激光及其特点什么叫超短脉冲激光？一般指时间宽度小于 10-12秒的激光脉冲。10-12秒 ~皮秒； 10-15秒 ~飞秒； 10-18秒 ~阿秒时间一般超短激光脉冲： ~5飞秒 ~几百飞秒。超短脉冲激光有什么特点呢？u 时间宽度非常短。可以用于处理持续时间非常的物理化学过程：瞬态成像；超快光开光；高速光通信 ……u 光谱含量非常丰富。可以用于激光光谱检测：脉冲整形；通信中的光谱编码；……u 光脉冲的峰值功率非常高。脉冲功率 =脉冲能量 /脉冲时间宽度时间1kHz、 40fs、 0.71012W 的激光系统激光加工；激光医学手术；强场激光与物质相互作用；激光核聚变；……1.01015W 聚焦功率密度 :1020~1022W ／ cm2 1）要 让 被放大的激光包含足 够 的光 谱宽 度；2）要 让这 些光 谱 分量的激光同相位。二、超短脉冲激光及其放大技术超短脉冲激光产生必须有足够的光谱作为支撑。1） 锁 模；2）色散 补偿 。时间锁模脉冲序列棱镜高反镜Ti:S 凹面反射镜透镜532 nm 泵浦光棱镜泵镜输出镜飞秒激光振荡器结构图啁啾脉冲放大技术三、超短脉冲激光应用超短、超强是飞秒激光的特点。飞秒激光脉宽可短至 4飞秒 以内，峰值功率高达拍瓦量级 (1.0PW=10 15W) 聚焦功率密度达到 1020~1022W ／ cm2。飞秒激光可以将其能量全部、快速、准确地集中在限定的作用区域，实现对玻璃、陶瓷、半导体、塑料、聚合物、树脂等材料的微纳尺寸加工，具有其它激光加工无法比拟的优势：飞秒激光加工① 耗能低，无热熔区， “冷 ”加工；② 可加工的材料：从金属到非金属再到生物细胞组织；③ 不会出现加工面的熔融、裂缝现象。高精度、高质量、高分辨率，加工区域可小于焦斑尺寸，突破衍射极限；④ 非接触， 无飞溅无熔渣、 无污染 、不需特殊的气体环境和无后续工艺 。