飛秒激光器(Femtosecond Lasers)是可以發射脈沖寬度小于1ps的激光器,也就是說脈沖寬度在飛秒時間域內(1fs= 10-15s)。飛秒激光器的主要分類為：
飛秒光纖激光器
大多數情況下飛秒光纖激光器也采用被動鎖模機制，提供的典型脈沖持續時間在30到500fs ,重復頻率20MHz到GHz。飛秒光纖激光器平均功率通常不高，從mW至5W不等, 但是可通過與光纖放大器結合, 可擁有更高的平均功率和脈沖能量。目前飛秒光纖激光器技術日趨成熟。在很多科研和工業應用中正逐步取代固體飛秒激光器。
固體飛秒激光器
被動鎖模固體飛秒激光器能發出高質量的超短飛秒脈沖激光,典型的脈沖寬度從10 fs至幾百fs。各種二極管抽運激光器,如基于摻釹或摻鐿的增益媒介, 在這種體系中, 典型的平均輸出功率在100 mW和10w之間。應用先進的色散補償的鈦藍寶石激光器甚至可適用于持續時間小于10 fs的脈沖,極限情況下可以達到約5 fs。'飛秒振蕩器脈沖重 復頻率在大多數情況下為50 MHz到500 MHz。飛秒放大器可實現mJ至的單脈沖能量輸出，重復頻率通常在1MHz以下。
半導體飛秒激光器
一些鎖模二 極管激光器可以產生飛秒級別的脈沖。在激光器的直接輸出端,脈沖持續時間通常至少幾百飛秒,但利用外部脈沖壓縮,可以獲得脈寬更短的脈沖。被動鎖模的垂直外腔面發射激光器(VECSELs)也是可能實現的；這種類型的激光器受關注,主要是因為它可以提供一種結合的特點,短脈沖持續時間，脈)沖重復率高,時而有很高的平均輸出功率,但是它不適合于很高的脈)沖能量。
染料激光器
鈦藍寶石激光器出現之前,超短脈沖產“生領域由染料激光器主導。染料激光器的增益帶寬允許脈沖持續時間為10 fs級別,不同的激光染料適用于各種發射波長,且常在可見光譜的范圍內。由于染料激光器一些處理中的缺點，飛秒染料激光器不再經常使用。
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