弃婴在不在？飞秒激光是个什么原理？

[wanmeishijie]

飞秒是10.-15次方秒，普朗克常数是10.-34，用测不准原理毛估一下就是10-19次方焦耳，大约0.1电子伏特能量的光子？瞬间发出去了，是不是？如果是皮秒纳秒，光子能量就小了，有些场景不堪一用？

[DollarMore]

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终极追求是 单光子 发射吧？

飞秒 能到 单光子么？


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[dealfinder10]

飞秒是10.-15次方秒，普朗克常数是10.-34，用测不准原理毛估一下就是10-19次方焦耳，大约0.1电子伏特能量的光子？瞬间发出去了，是不是？如果是皮秒纳秒，光子能量就小了，有些场景不堪一用？

量子力学学了个半瓶子咣当。测不准原理对应脉冲的是频谱。不是能量。

脉冲短的光束 对应的频谱更宽。不是能量更小。

[wanmeishijie]

量子力学学了个半瓶子咣当。测不准原理对应脉冲的是频谱。不是能量。

脉冲短的光束 对应的频谱更宽。不是能量更小。

没区别。频率跟能量成正比就差一个常数

[dealfinder10]

差不多，频率跟能量成正比就差一个常数

频率宽度不是频率本身。频率本身对应能量，频率宽度不对应能量

[pia]

弃大妈在问DSB, 你等会儿

[swanswan]

弃大妈在问DSB, 你等会儿

DSB在骨灰盒里

[Caravel]

飞秒是10.-15次方秒，普朗克常数是10.-34，用测不准原理毛估一下就是10-19次方焦耳，大约0.1电子伏特能量的光子？瞬间发出去了，是不是？如果是皮秒纳秒，光子能量就小了，有些场景不堪一用？

乱算一气，飞秒是光脉冲的长度，跟频率无关

[wanmeishijie]

频率宽度不是频率本身。频率本身对应能量，频率宽度不对应能量

再看了看好像是这样的

[starbox]

你的思考非常有趣，但需要区分几个关键物理概念。我们分步分析：

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### **1. 测不准原理的应用与能量估算**
你提到的公式 **ΔE·Δt ≈ ħ**（简化版不确定性原理）是正确的，但需要明确：
- **ΔE** 代表的是**光子能量的不确定度（频谱宽度）**，而非单个光子的实际能量。
- 单个光子的能量由 **E = hν** 决定（ν为光频率），例如800 nm近红外光的单个光子能量约为 **1.55 eV**（与你的估算的0.1 eV不同）。

#### **计算示例（飞秒脉冲）**
- 设Δt = 100 fs = 10⁻¹³ s，则：
\[
ΔE ≈ \frac{ħ}{Δt} ≈ \frac{10^{-34} \, \text{J·s}}{10^{-13} \, \text{s}} = 10^{-21} \, \text{J} ≈ 0.006 \, \text{eV}
\]
这表示**频谱宽度**约为0.006 eV，而非光子能量本身。实际光子能量由激光波长决定（如800 nm对应1.55 eV）。

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### **2. 飞秒激光的核心优势：峰值功率与非线性效应**
- **峰值功率** = 脉冲能量 / 脉冲时间。例如：
- 1 mJ的飞秒脉冲（100 fs）：峰值功率 = 1e-3 J / 1e-13 s = **10 GW**。
- 相同能量的纳秒脉冲（1 ns）：峰值功率仅为 **1 kW**。
- **非线性效应**（如多光子吸收）需要极高的峰值功率触发。飞秒激光可在极短时间内集中能量，引发非线性作用，而纳秒/皮秒激光可能因功率不足无法实现。

---

### **3. 为何皮秒/纳秒激光“不堪一用”？**
- **热损伤问题**：长脉冲（纳秒级）的能量释放较慢，热量会扩散到周围材料，导致熔化或碳化。
- **精度限制**：飞秒激光通过非线性效应实现亚微米级加工，而皮秒激光虽优于纳秒，但仍可能引入轻微热影响。
- **应用场景对比**：

脉冲宽度	加工精度	热影响	适用场景
纳秒	微米级	显著	金属打标、粗切割
皮秒	亚微米	较小	玻璃微孔、薄膜加工
飞秒	纳米级	几乎无	生物组织切割、光子晶体制备

---

### **4. 光子能量与脉冲宽度的关系**
- **单个光子能量**由波长决定，与脉冲宽度无关。例如：
- 飞秒激光（800 nm）：1.55 eV/光子
- 纳秒激光（1064 nm）：1.17 eV/光子
- **总脉冲能量** = 单个光子能量 × 光子数。飞秒激光可通过放大技术（如CPA）实现高总能量，同时保持超短脉冲。

---

### **5. 总结**
- **飞秒激光的“高能量”本质是瞬时功率**，而非单个光子能量。
- 其核心优势在于：
1. **超短时间尺度**（避免热扩散）
2. **超高峰值功率**（触发非线性效应）
3. **宽光谱特性**（用于超快探测和精密计量）

若将飞秒激光比作“超精密手术刀”，皮秒/纳秒激光则更像“锤子”——虽能完成部分任务，但在极致精度和最小损伤的要求下，飞秒激光不可替代。

[wanmeishijie]

你的思考非常有趣，但需要区分几个关键物理概念。我们分步分析：

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### **1. 测不准原理的应用与能量估算**
你提到的公式 **ΔE·Δt ≈ ħ**（简化版不确定性原理）是正确的，但需要明确：
- **ΔE** 代表的是**光子能量的不确定度（频谱宽度）**，而非单个光子的实际能量。
- 单个光子的能量由 **E = hν** 决定（ν为光频率），例如800 nm近红外光的单个光子能量约为 **1.55 eV**（与你的估算的0.1 eV不同）。

#### **计算示例（飞秒脉冲）**
- 设Δt = 100 fs = 10⁻¹³ s，则：
\[
ΔE ≈ \frac{ħ}{Δt} ≈ \frac{10^{-34} \, \text{J·s}}{10^{-13} \, \text{s}} = 10^{-21} \, \text{J} ≈ 0.006 \, \text{eV}
\]
这表示**频谱宽度**约为0.006 eV，而非光子能量本身。实际光子能量由激光波长决定（如800 nm对应1.55 eV）。

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### **2. 飞秒激光的核心优势：峰值功率与非线性效应**
- **峰值功率** = 脉冲能量 / 脉冲时间。例如：
- 1 mJ的飞秒脉冲（100 fs）：峰值功率 = 1e-3 J / 1e-13 s = **10 GW**。
- 相同能量的纳秒脉冲（1 ns）：峰值功率仅为 **1 kW**。
- **非线性效应**（如多光子吸收）需要极高的峰值功率触发。飞秒激光可在极短时间内集中能量，引发非线性作用，而纳秒/皮秒激光可能因功率不足无法实现。

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### **3. 为何皮秒/纳秒激光“不堪一用”？**
- **热损伤问题**：长脉冲（纳秒级）的能量释放较慢，热量会扩散到周围材料，导致熔化或碳化。
- **精度限制**：飞秒激光通过非线性效应实现亚微米级加工，而皮秒激光虽优于纳秒，但仍可能引入轻微热影响。
- **应用场景对比**：

脉冲宽度	加工精度	热影响	适用场景
纳秒	微米级	显著	金属打标、粗切割
皮秒	亚微米	较小	玻璃微孔、薄膜加工
飞秒	纳米级	几乎无	生物组织切割、光子晶体制备

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### **4. 光子能量与脉冲宽度的关系**
- **单个光子能量**由波长决定，与脉冲宽度无关。例如：
- 飞秒激光（800 nm）：1.55 eV/光子
- 纳秒激光（1064 nm）：1.17 eV/光子
- **总脉冲能量** = 单个光子能量 × 光子数。飞秒激光可通过放大技术（如CPA）实现高总能量，同时保持超短脉冲。

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### **5. 总结**
- **飞秒激光的“高能量”本质是瞬时功率**，而非单个光子能量。
- 其核心优势在于：
1. **超短时间尺度**（避免热扩散）
2. **超高峰值功率**（触发非线性效应）
3. **宽光谱特性**（用于超快探测和精密计量）

若将飞秒激光比作“超精密手术刀”，皮秒/纳秒激光则更像“锤子”——虽能完成部分任务，但在极致精度和最小损伤的要求下，飞秒激光不可替代。

飞秒激光可通过放大技术（如CPA）实现高总能量。这个放大技术是什么原理？

[verdelite]

飞秒是10.-15次方秒，普朗克常数是10.-34，用测不准原理毛估一下就是10-19次方焦耳，大约0.1电子伏特能量的光子？瞬间发出去了，是不是？如果是皮秒纳秒，光子能量就小了，有些场景不堪一用？

飞秒激光器干活的是总能量，不是“单个光子”的能量。

[hhcare]

飞秒不就是短嘛，， 也就是频谱宽。
然后有啥用？

瞬间功率高， 白光
就是噱头骗人的吧

[wanmeishijie]

飞秒不就是短嘛，， 也就是频谱宽。
然后有啥用？

瞬间功率高， 白光
就是噱头骗人的吧

估计焊接什么东西的时候有大用