激光自發(fā)明以來，憑借著單色性、方向性好、能量集中等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在加工制造、檢測、醫(yī)療等不同領(lǐng)域。近年來，科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)了一種更為奇特的激光-飛秒激光。據(jù)悉，飛秒激光是人類目前在實(shí)驗(yàn)室條件下所能獲得的最短脈沖的技術(shù)手段。飛秒激光在一瞬間發(fā)出的功率比全世界發(fā)電總功率還要大，科學(xué)家們預(yù)測飛秒激光將在下世紀(jì)的新能源領(lǐng)域發(fā)揮出重要作用。

超快超強(qiáng)激光主要以飛秒激光作為研究與應(yīng)用的核心，作為一種獨(dú)特的科學(xué)研究工具與手段，飛秒激光的應(yīng)用可以大體上概括為三大主要方面，即飛秒激光在超快領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用、在超強(qiáng)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用和在超微細(xì)精密加工中的應(yīng)用。

(1)超快現(xiàn)象是指發(fā)生在物質(zhì)微觀體系中快速變化的物理、化學(xué)或生物過程。飛秒激光在超快現(xiàn)象研究領(lǐng)域中所起到的是一種快速過程診斷的作用。飛秒激光尤如一個極為精細(xì)的時鐘和一架超高速的“相機(jī)”，可以將自然界中特別是原子、分子水平上的一些快速過程分析并記錄下來。在這一領(lǐng)域，飛秒激光為我們開了一扇新的大門，讓我們得以窺見更加細(xì)微的自然世界。

(2)飛秒激光在超強(qiáng)領(lǐng)域中的應(yīng)用(又稱為強(qiáng)場物理)歸因于具有一定能量的飛秒脈沖的峰值功率和光強(qiáng)可以非常之高。這樣的強(qiáng)光所對應(yīng)的電磁場會遠(yuǎn)大于原子中的庫侖場，從而很容易地將原子中的電子統(tǒng)統(tǒng)剝落出去。因此，飛秒激光是研究原子，分子體系高階非線性、多光子過程的重要工具。與飛秒激光相應(yīng)的能量密度只有在核爆炸中才可能存在。飛秒強(qiáng)光可以用來產(chǎn)生相干X射線和其它極短波長的光，可以用于受控核聚變的研究。

(3)隨著集成電路規(guī)模的日益增大，電子元器件在尺寸上變得越來越小，這方面的需求為超微細(xì)加工技術(shù)提供發(fā)揮空間。飛秒激光用于超微細(xì)加工是飛秒激光用于超快現(xiàn)象研究和超強(qiáng)現(xiàn)象研究之外的又一個飛秒激光技術(shù)的重要的應(yīng)用研究領(lǐng)域。這一應(yīng)用是近幾年順應(yīng)市場需求而開始逐步發(fā)展起來的，目前已經(jīng)取得了不少重要的進(jìn)展。

與飛秒超快和飛秒超強(qiáng)研究有所不同的是飛秒激光超微細(xì)加工與先進(jìn)的制造技術(shù)緊密相關(guān)，對某些關(guān)鍵工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展可以起到更直接的推動作用。飛秒激光超微細(xì)加工是當(dāng)今世界激光、光電子行業(yè)中的一個極為引人注目的前沿研究方