飞秒激光加工的最新研究进展

激光是20世纪最伟大的发明之一。原子受激辐射发出的光就称为激光，它具有单色性、方向性好、亮度高等优点。飞秒激光具有超短脉冲、超高的电场强度（大于2×1016 W/cm2）以及超好的相干性等特性，使它在信息、能源、环境、医疗和军事等领域都有重要的应用，因此，飞秒激光已经成为国内外的研究热点。飞秒激光所具有的特性是普通激光难以比拟的，它在与材料物质相互作用的过程中会产生大量的非线性效应，产生一些传统理论中难以想象的实验现象，这些现象极大地丰富了人们对于光和物质相互作用机理的认识，并不断促进激光科学的进步和发展。

飞秒脉冲属于傅里叶变换极限脉冲，飞秒激光给出测不准原理中时间Δt和能量Δw的乘积最小，即相干性最好的激光，在整个脉冲宽度内都具有良好的相干性。飞秒激光技术广泛应用于许多领域，如基因手术、激光引雷、超快实时光谱测量、信息传输等，许多科学家在飞秒激光的基础和应用研究上做出了不懈努力。

激光加工是利用激光束照射到加工物质的材料表面，以激光的超高能量和功率密度的特性来对其进行所需要的性能改变。与常规加工相比，采用激光技术对材料进行加工有许多优点：（1）加工对象广泛，激光不仅可用于对金属材料进行焊接、切割等加工，还广泛应用于玻璃、石英等非金属材料的加工；（2）加工精度高、质量好，激光的能量密度高，可聚焦到非常小的一个点，且加工速度快，可实现高质量高速加工；（3）节约能源，材料消耗少，经济效益高，且所需维护成本少；（4）激光加工公害小，可在极端情况下操作。飞秒激光加工在与物质进行相互作用时，可以实现超高分辨率和超高的精度，从而可以达到纳米数量级的材料加工与制造。当今，飞秒激光在许多学科领域有重要的研究意义。

相较于工业加工，由于玻璃在光学波段具有良好的透过率，因此在实验研究中被广泛作为激光加工的材料。玻璃是日常生活中不可或缺的材料和物质。从玻璃的广义定义可知，玻璃具有两个重要的特点：（1）非晶态结构，近程有序，远程无序；（2）具有玻璃化转变现象，玻璃在常温下是硬而脆的，但当达到一定温度后，就可以随意拉扯成任意形状，具有更大的组成可设计性、结构自由度和工艺多样性。玻璃可以集光电的产生、传输、转换、调制和探测为一体，具有价格低、功能强、调控自由度大和集成化程度高等晶态材料所不具备的优势，将在未来的社会和科学技术发展中发挥更大的作用。(www.xing528.com)

玻璃、空气、水都是生活中重要的物质，它们也有很多的相似之处。空气和水都是无色透明的，都在日常生活中扮演着至关重要的角色。没有空气和水的世界无法想象，人类和其他生物也都无法生存。玻璃在一般情况下也是无色透明的，生活中由玻璃构成的物质很多，如灯、眼镜、玻璃窗等，所以玻璃也是同样重要的物质材料，没有玻璃，人类的生活方式可能回到原始社会。

随着飞秒激光技术的迅猛发展，人们也越来越重视并且利用飞秒激光进行精密微纳加工。飞秒激光加工技术具有广泛的应用前景，将推动微加工、材料制备、电子学、生物学等领域的快速发展。