激光镭雕

    飞秒脉冲激光具有以下两个特点：(1)脉冲持续时间短。飞秒脉冲的持续时间可以短至几个飞秒，而光在1fs内仅仅传播0.3μm，比大多数细胞的直径还要短；(2)峰值功率极高。飞秒激光将脉冲能量集中在几个至几百个飞秒的极短时间内，因此其峰值功率很高。例如，将lμJ的能量集中在几个飞秒时间内并会聚成10μm的光斑，其光功率密度可达到1018W／cm2，将其换算成电场强度则为2×1012V/m，为氢原子中库仑场强(5×1011V／m)的4倍，这就有可能将电子从原子中直接剥离出来。  
    从激光与透明材料的相互作用机理来看，脉冲宽度从连续激光到几十皮秒，损伤机制为雪崩电离过程，依赖与初始的电子密度，而材料中的初始电子密度由于材料中杂质分布的不均匀而变化很大。因此，损伤阈值变化也很大。对长脉冲激光损伤阈值定义为可引起损伤几率为50％的激光能流密度，即长脉冲激光损伤阈值是一个统计值。超短脉冲激光的场强极高，束缚电子可以同时吸收n个光子直接从束缚能级跃迁到自由能级。超短脉冲激光引起的损伤虽然也是雪崩电离过程，但其电子由多光子电离过程产生，不再依赖于材料中的初始电子密度，因此，损伤阈值是精确值。脉冲激光的损伤阈值是随脉冲宽度下降而明显减小，到了皮秒量级，下降速率变缓，到飞秒量级时已基本不变。