中研院物理所雷射光譜實驗室

飛秒雷射應用介紹 (10分鐘),
目前研究題目 (2分鐘)。
影片製作日期:2015年2月13日

雷射光譜實驗室,主要以雷射來研究物質的光學特性。本實驗室的雷射光主要是脈衝光,譬如照相機的閃光也是脈衝光,即光在時間上只持續短暫時間,而本實驗室所使用的脈衝光是飛秒雷射。光每秒可繞地球赤道七圈半,而100飛秒 (femtosecond,1015秒)的時間,光只能走0.030毫米 (mm),大概是頭髪的寬度,正是我們實驗室所用的雷射脈衝寬度。觀察隨著時間變化,對於研究物理現象非常重要。譬如 LED 通電流時,電子經過多少時間而躍遷發光。本實驗室雷射脈衝光,提供實驗方法,量測各種物理現象的時間資訊。

飛秒雷射有兩個主要特性:

第一,它的時間解析度比目前所有電子儀器高,是獨特的工具來觀察飛秒等級的物理動態行為。譬如電子相互碰撞交換能量的時間(100飛秒等級)、電子與固體中原子能量交換時間 (1000飛秒以上等級),就需要使用到飛秒雷射來觀察這些超快的物理現象。許多物理現象都與材料中電子動態或晶格震盪行為有關,這些動態行為發生的時間也很短,因此需要超快技術去觀察。

第二,由於光的能量集中在這麼短的時間脈衝,電場的瞬間能量是非常強的,目前醫療與工業界利用飛秒脈衝的強場特性,可應用在精密的雷射手術與材料切刻。本實驗室利用光的強場,研究新穎材料的非線性光學特性。

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