飞之瞬 浅谈飞秒技术 李沛珂5110209321 时间是什么？有人说：时间是远去的童年，头发渐白的父母； 时间是飞逝的过去，未知的未来。从物理的观点来看，时间是人类 用以描述物质运动过程或事件发生过程的一个参数，是指宏观一切具 有不停止的持续性和不可逆性的物质状态的各种变化过程，其有共 同性质的连续事件的度量衡的总称。今天我们要谈的就是时间，只 不过这段时间非常之短，可以用“飞之瞬“来形容，今天的主角就 是飞秒！ 什么是飞秒呢？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秒的一千万亿分之一，1*10-15秒。即使是每秒飞行30万千米的光 速，在一飞秒内，也只能走0.3微米，不到一根头发丝的百分之一。而可见光的振荡周期为1.30到2.57飞秒。 那飞秒技术有什么应用呢？科学家通过对飞秒的研究，除了揭示自然科学的奥妙之外，还促进了新型“飞秒 激光”技术的应用和发展。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，都在快速地运动着， 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这一超快 运动过程，值得一提是1995年华裔物理学家朱棣文等利用飞秒激光冷却的方法获得目前为止实验室内达到的最低 温度，即2.4*101K的温度，这已非常接近绝对零度了。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。高功率飞秒激光可 以将大气击穿，从而制造放电通道，实现人工引雷，避免飞机、火箭、发电厂因天然雷击而造成的灾难性破坏； 利用飞秒激光能够非常有效地加速电子，使加速器的规模得到上干倍的压缩。高功率飞秒激光与物质相互作用， 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，从而为人类实现新一代能源开辟一条崭新的途径； 飞秒激光用于切割易碎的聚合物，不致改变其重要的生物化学特性；在汽车制造和重型设备加工中，利用飞秒激 光可以更好地加工发动机喷油嘴；另外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、医学成像和 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。飞秒激光甚至可用于基因 疗法，德国科学家用它在老鼠的细胞内进行试验，现已取得显著的成果。有的科学家发现，利用超短脉冲激光能 去掉牙的一小块，而不影响周围的物质，一种无痛、且可保护周围健康珐琅质的超短激光牙科术，正在人们的期 望中出现。值得一提的是飞秒激光在治疗近视发挥了极其重要的作用，为广大近视患者带来了福音！ 飞秒激光有哪些特点呢？飞秒激光是我们人类目前在实验条件下能够获得的最短脉冲，它的精确度是±5微 米；飞秒激光有非常高的瞬间功率，它的瞬间功率可达百万亿瓦，比目前全世界的发电总功率还要多出上百倍：物 质在飞秒激光的作用下会产生非常奇特的现象，气态的物质、液态的物质、固态的物质瞬间都会变成等离子体；飞 秒激光具有精确的靶向聚焦定位特点，能够聚焦到比头发的直径还要小的多的超细微空间区域；用飞秒激光进行手 术，没有热效应和冲击波，在整个光程中都不会有组织损伤。这些特点都使飞秒技术在各大方面都有着重要的作 用！ 飞秒技术在现代社会发张中起着越来越重要的作用，虽然飞秒的存在只有瞬间，但它产生的作用却长久并永 恒。飞秒也必定会越飞越高！
飞之瞬 ——浅谈飞秒技术 李沛珂 5110209321 时间是什么？有人说：时间是远去的童年，头发渐白的父母； 时间是飞逝的过去，未知的未来。从物理的观点来看，时间是人类 用以描述物质运动过程或事件发生过程的一个参数,是指宏观一切具 有不停止的持续性和不可逆性的物质状态的各种变化过程，其有共 同性质的连续事件的度量衡的总称。今天我们要谈的就是时间，只 不过这段时间非常之短，可以用“飞之瞬“来形容，今天的主角就 是飞秒！ 什么是飞秒呢？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 秒的一千万亿分之一，1*10 −15秒。即使是每秒飞行 30 万千米的光 速，在一飞秒内，也只能走 0．3 微米，不到一根头发丝的百分之一。而可见光的振荡周期为 1.30 到 2.57 飞秒。 那飞秒技术有什么应用呢？科学家通过对飞秒的研究，除了揭示自然科学的奥妙之外，还促进了新型“飞秒 激光”技术的应用和发展。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，都在快速地运动着， 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这一超快 运动过程,值得一提是 1995 年华裔物理学家朱棣文等利用飞秒激光冷却的方法获得目前为止实验室内达到的最低 温度，即 2.4*10 -11K 的温度，这已非常接近绝对零度了。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。高功率飞秒激光可 以将大气击穿，从而制造放电通道，实现人工引雷，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。高功率飞秒激光与物质相互作用， 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，从而为人类实现新一代能源开辟一条崭新的途径； 飞秒激光用于切割易碎的聚合物，不致改变其重要的生物化学特性；在汽车制造和重型设备加工中，利用飞秒激 光可以更好地加工发动机喷油嘴；另外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、医学成像和 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。飞秒激光甚至可用于基因 疗法，德国科学家用它在老鼠的细胞内进行试验，现已取得显著的成果。有的科学家发现，利用超短脉冲激光能 去掉牙的一小块，而不影响周围的物质，一种无痛、且可保护周围健康珐琅质的超短激光牙科术，正在人们的期 望中出现。值得一提的是飞秒激光在治疗近视发挥了极其重要的作用，为广大近视患者带来了福音！ 飞秒激光有哪些特点呢？飞秒激光是我们人类目前在实验条件下能够获得的最短脉冲，它的精确度是± 5 微 米; 飞秒激光有非常高的瞬间功率，它的瞬间功率可达百万亿瓦，比目前全世界的发电总功率还要多出上百倍; 物 质在飞秒激光的作用下会产生非常奇特的现象，气态的物质、液态的物质、固态的物质瞬间都会变成等离子体; 飞 秒激光具有精确的靶向聚焦定位特点，能够聚焦到比头发的直径还要小的多的超细微空间区域; 用飞秒激光进行手 术，没有热效应和冲击波，在整个光程中都不会有组织损伤。这些特点都使飞秒技术在各大方面都有着重要的作 用！ 飞秒技术在现代社会发张中起着越来越重要的作用，虽然飞秒的存在只有瞬间，但它产生的作用却长久并永 恒。飞秒也必定会越飞越高！
