近年来,随着研究人员在微纳集成领域(如微流体、微机械、微电子等领域)研究的逐渐深入,不同材料间的连接成为该领域发展的一个瓶颈。超短脉冲激光焊接技术因其热效应精密可控、精度高等优势,逐渐成为了非金属材料焊接领域的研究热点。以玻璃、陶瓷、半导体单晶材料、有机聚合物为例,介绍了超短脉冲激光在非金属材料焊接领域的应用及具体案例,并展望了该技术的未来发展趋势。

超短脉冲激光表面织构化具有工艺简单、加工速度快、精密微细等优点，是最具广泛应用前景的表面织构制备方法之一。利用超短脉冲激光技术可以在材料表面诱导出多种微纳结构以达到控制其摩擦性能的目的。介绍了利用超短脉冲激光表面织构化技术调控材料摩擦性能的研究进展，同时探讨了其在诸多领域的潜在应用。

近年来，随着元器件不断小型化及人们对产品高密度、高可靠性要求的提高，有效的微连接已成为微加工的重要环节之一。虽然目前已有多种方法可以实现同种材料或异种材料间的微连接，但对于玻璃等透明易碎材料，实现有效的微连接一直是一个挑战。目前激光已被广泛应用于焊接各种材料，但普通长脉冲激光的能量不易被玻璃吸收而且热膨胀易使玻璃碎裂，并不适合微焊接玻璃等透明材料。超短脉冲激光与透明材料相互作用具有热效应小及非线性吸收的特点，非常适合透明材料的微焊接，目前已经成为微加工领域的研究热点。介绍了超短脉冲激光微焊接玻璃的机理、存在的问题以及潜在应用，并对其未来发展进行了展望。

在光栅记录介质色散效应的影响下,拓展Kogelnik的耦合波理论研究了反射型体全息光栅对偏振方向垂直和平行于入射面的超短脉冲激光光束衍射的性质。结果表明对于记录在LiNbO3光折变晶体中的体全息光栅,在色散效应、光栅参量和入射条件的共同影响下,光栅对偏振方向垂直于入射面的超短脉冲激光光束衍射的光谱带宽大于对偏振方向平行于入射面的超短脉冲激光光束衍射的光谱带宽,在不考虑光栅介质色散效应的影响时,它们都变大。进一步给出了衍射光的光谱带宽及光栅的衍射效率随入射脉冲的光谱带宽与光栅的光谱带宽比值的变化情况。

在Kogelnik耦合波理论的基础上,考虑光栅记录介质的色散效应的影响,研究了光折变体全息光栅对不同偏振状态的超短脉冲激光光束衍射的性质,讨论了高斯型入射脉冲激光光束的谱宽与光栅的有效衍射谱宽之比不同时,衍射和透射光束的光谱宽度、时间宽度、波形和衍射效率的变化。结果表明,光栅的有效衍射谱宽受光栅参量及入射条件的影响,对衍射性质的影响很大,且在考虑光栅记录介质的色散效应时减小。当入射脉冲的偏振方向垂直于入射面时,光栅的有效衍射谱宽大于偏振方向平行于入射面的情形,衍射效率在入射脉冲宽度较大时小于偏振方向平行于入射面的情形;谱宽比较大时,衍射光束的时间分布曲线产生展宽和变形,且比偏振方向平行于入射面的情形展宽和变形得更加明显。

红外超短脉冲在高温等离子体、强场物理等方面有极广泛的用途.介绍了红外超短脉冲研究的国内外发展状态,介绍了获得红外超短脉冲的几种方法.

首先导出了光栅在短脉冲激光照射下的菲涅耳衍射光场的方程,利用该方程分析了一个开口比为1:4的光栅的衍射光场。数值计算结果表明当激光脉冲的半极大值全宽(FWHM)Δτ在皮秒数量级时,可以得到塔尔博特自成像。当激光脉冲的Δτ从皮秒逐渐减小时,塔尔博特自成像现象逐渐消失。而当激光脉冲的Δτ小于几十个飞秒时在第一个塔尔博特距离处光栅的衍射光强的最大值随Δτ的减小而减小。

介绍基于飞秒脉冲产生机理用于多光子显微镜的先进激光技术。讨论产生多色可调谐光脉冲的几种方法。集成超快光纤激光器被认为是显微技术中的第二代飞秒激光器。利用纤芯和包层中的折射率分布实现光传输控制等先进技术被认为是第三代显微学中的激光技术。光子等的光纤结构可在1m长的光纤中产生超连续光谱。