飛秒激光是一種以脈沖形式運轉的激光，持續時(shí)間非常短，只有幾個(gè)飛秒，一飛秒就是10的負15次方秒，也就是1／1000萬(wàn)億秒，它比利用電子學(xué)方法所獲得的最短脈沖要短幾千倍，是人類(lèi)目前在實(shí)驗條件下所能獲得的較短脈沖。這是飛秒激光的diyi個(gè)特點(diǎn)。飛秒激光的第二個(gè)特點(diǎn)是具有非常高的瞬時(shí)功率，可達到百萬(wàn)億瓦，比目前發(fā)電總功率還要多出百倍。飛秒激光的第三個(gè)特點(diǎn)是，它能聚焦到比頭發(fā)的直徑還要小的空間區域，使電磁場(chǎng)的強度比原子核對其周?chē)娮拥淖饔昧€要高數倍。
飛秒激光的這些特性是如何實(shí)現的呢？高功率飛秒激光系統由四部分組成：振蕩器、展寬器、放大器和壓縮器。在振蕩器內，利用一種特殊技術(shù)獲得飛秒激光脈沖。展寬器將這個(gè)飛秒種子脈沖按不同波長(cháng)在時(shí)間上拉開(kāi)。放大器使這一展寬的脈沖獲得充分能量。壓縮器把放大后的不同成分的光譜再會(huì )聚到一起，恢復到飛秒寬度，從而形成具有*瞬時(shí)功率的飛秒激光脈沖。
飛秒激光有什么用途呢？物質(zhì)是由分子和原子組成的，但是它們不是靜止的，都在快速地運動(dòng)著(zhù)，這是微觀(guān)物質(zhì)的一個(gè)非常重要的基本屬性。飛秒激光的出現使人類(lèi)diyi次在原子和電子的層面上觀(guān)察到這一超快運動(dòng)過(guò)程?；谶@些科學(xué)上的發(fā)現，飛秒激光在物理學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)控制反應、光通訊等領(lǐng)域中得到了應用。特別值得提出的是，由于飛秒激光具有快速和高分辨率特性，它在病變早期診斷、醫學(xué)成象和生物活體檢測、外科醫療及超小型衛星的制造上都有其*的優(yōu)點(diǎn)和不可替代的作用。
物質(zhì)在高強度飛秒激光的作用下會(huì )出現非常奇特的現象：氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)的物質(zhì)瞬息間變成了等離子體。這種等離子體可以輻射出各種波長(cháng)的射線(xiàn)的激光。高功率飛秒激光與電子束碰撞能夠產(chǎn)生硬X射線(xiàn)飛秒激光，產(chǎn)生β射線(xiàn)激光，產(chǎn)生正負電子對。
高功率飛秒激光在醫學(xué)、超精細微加工、高密度信息儲存和記錄方面都有著(zhù)很好的發(fā)展前景。高功率飛秒激光還可以將大氣擊穿，從而制造放電通道，實(shí)現人工引雷，避免飛機、火箭、發(fā)電廠(chǎng)因天然雷擊而造成的災難性破壞。利用飛秒激光能夠非常有效地加速電子，使加速器的規模得到上千倍的壓縮。高功率飛秒激光與物質(zhì)相互作用，能夠產(chǎn)生足夠數量的中子，實(shí)現激光受控核聚變的快速點(diǎn)火。從而為人類(lèi)實(shí)現新一代能源開(kāi)辟一條嶄新的途徑。
