飛秒雷射

「飛秒雷射」是指時域脈衝寬度在飛秒(毫微微秒，10的負15次方秒)量級的雷射。在傳統的「奈秒雷射」(10的負9次方秒)無法克服「熱」對其材料產生的影響，飛秒雷射頻率比傳統雷射快1倍，且由於超快特性，可加工於任何材料，不會受到熱破壞，適用於高科技產業微細加工。

飛秒雷射不是單色光，而是在中心波長左右的一段波長連續變化光的組合，利用這段範圍內連續波長光的空間相干來獲得時間上極大的壓縮，從而實現飛秒量級的脈衝輸出。飛秒量級短脈衝的雷射器通常是利用鎖模技術來實現的，常用的雷射晶體為雷射譜線很寬的鈦寶石晶體等。

透過非線性吸收，在超強功率密度照射下可以產生單光子能量小於材料能隙；加上加工時的熱效應極低，材料以電漿雲形式從材料表面噴出，帶走原本照射產生的熱量，使得加工區域溫度迅速降低，過程中沒有熱融化現象。

飛秒雷射可以用在聚合物加工、醫學成像及外科醫療上。除此之外，也可被應用在固態物理上，以此分析晶體結構，分析其繞射或者螢光光譜圖。在基礎科學研究領域，飛秒雷射可用於超快現象的研究。

不同於以往傳統雷射容易發生過熱、無法微細化的缺點，飛秒雷射排除了熱累積效應，特有的超強、超快、超微物理性質，可以用來製作如微米、次微米乃至奈米等級的精細度微結構加工，讓IC半導體、顯示器、生醫科技、太陽光電、微機電等產業具備應用潛力；此外，透過與雷射源、光路系統及雷射動態控制模組等整合，是應用在軟性基板製程關鍵模組技術。(李佳翰)