十多年前，法國裏昂一大的一個(ge) 小組在實驗室中表明，當超快激光脈衝(chong) 產(chan) 生的光絲(si) 通過迷霧時，它們(men) 的衰減並沒有像預期的那樣多，因為(wei) 當光絲(si) 本身被阻塞時，它從(cong) 周圍的“光子浴”吸回能量，補充光絲(si) 中的能量。

現在，瑞士日內(nei) 瓦大學和德國通快公司（Trumpf Scientific Lasers） 的研究人員，正在使用由皮秒激光器產(chan) 生的光絲(si) ，再次在實驗室中穿過迷霧創建出一條路徑，這條路徑可能允許其他類型的激光束不受阻礙地穿過迷霧和雲(yun) 層。這種通過皮秒激光在迷霧或雲(yun) 層中“開辟出的無障礙通路”，具有很多潛在應用，包括自由空間通信、遙感，或更為(wei) 深遠地改變局部天氣。

衝(chong) 擊波清除霧滴

在實驗裝置中，利用通快的 Dira碟片激光器產(chan) 生具有 1.3ps 持續時間、波長 1030nm、能量 100mJ 的脈衝(chong) 光，該輸出光被輕微聚焦到 40cm長的迷霧室中。激光器的重複頻率在100~1000Hz 之間變化，平均輸出功率為(wei) 10~100W。

迷霧通過排氣口吹到激光束上，為(wei) 光束提供總共約 50cm 長的迷霧路徑。迷霧本身由平均尺寸為(wei) 5μm的液滴組成，但其濃度比典型的室外迷霧的濃度高約 100 倍。
飛秒激光產(chan) 生了三至四根光絲(si) ，其大約承載總光束能量的 15％（其餘(yu) 光提供光子浴）。將光束成像到一個(ge) 屏上，然後通過光學濾光片 CCD照相機成像，該光學濾光片完全阻擋由空氣中的非線性光學相互作用產(chan) 生的較短波長的連續譜，但是僅(jin) 部分阻擋基頻波長。

通過迷霧的光束透射率從(cong) 100Hz重複頻率下為(wei) 0.1%，到 1000Hz 頻率下為(wei) 32%。在更高的透射率下，整個(ge) 光束路徑上，而不僅(jin) 僅(jin) 是成絲(si) 自身的路徑上，迷霧統統被清除掉了。研究人員假設，光絲(si) 中液滴中的能量沉積產(chan) 生減壓（0.5atm）通道，並且空氣中由此產(chan) 生衝(chong) 擊波，從(cong) 光絲(si) 以及更大的光束路徑噴射液滴。

圖1：計算機模擬顯示，在100~1000Hz的重複頻率下，由皮秒激光脈衝(chong) 產(chan) 生的衝(chong) 擊波，可以清除氣缸內(nei) 濃度隨時間變化的水滴。注意，較高的重複頻率可使路徑上無液滴。

雖然重複頻率為(wei) 100Hz 光束中的脈衝(chong) ，可以在一定程度上從(cong) 光束路徑中清除液滴，但是脈衝(chong) 之間的時間足夠長，使得光束中的液滴在脈衝(chong) 之間得以補充（見圖1）。但是重複頻率為(wei) 1000Hz 的光束將產(chan) 生一種穩定狀態，這使得液滴在脈衝(chong) 之間沒有時間重新進入光束路徑。