單一頻率的
雷射持續性的發光，其振幅不隨時間改變。但如何製造出雷射脈衝呢？把兩個相位相同、頻率不同的波相加，就會產生所謂的拍頻，加強性干涉的部分就會大幅增強，相消性干涉的部分則會互相抵銷。愈多條相位相同、頻率不同的波相加時，產生的拍頻也就愈短，尖峰的強度也愈大。
但是，若把不同相位的光線彼此相加，則不會有這樣的效果，而只會產生乙個帶有擾動的連續波。我們每天看到的太陽光，正是各種頻率、相位的光線任意混合相加的結果。
在談飛秒脈衝之前，先要了解何謂飛秒（femto second, fs）。1 飛秒等於 10-15 秒，若換算成比較容易理解的時間概念，1 秒跟 1 飛秒的比例大約相當於 3 千萬年跟 1 秒的比例，也因此飛秒雷射又被稱為超快雷射。
要讓雷射產生如此短的脈衝，必須同時符合諸多條件。首先，雷射放大器本身要擁有寬頻的雷射介質，這樣它才有辦法放大各種頻率符合前述公式的雷射。目前最新的雷射介質是一種叫做「摻鈦藍寶石晶體」的材料，這是在 1988 年才由美**方解密的材料。由於這個晶體可容納的頻寬相當廣泛，在 1.5 公尺長的共振腔中大約可以放大 100 萬個等間隔頻率的光線，如果這些光線能有相同的相位，干涉效果可以把光波加強成 100 萬倍的強度，而脈衝的長度則縮小了 100 萬倍。
其次，要有脈衝壓縮機制。雷射線在聚焦的過程中，由於光學克爾效應的關係，高強度的光線會更加地增強其效果，但其它低強度的部分則會被額外裝置的光圈所阻擋，喪失其效用。在這樣的裝置之下，雷射的高強度部分被放大得比較多，會越來越強，自然就能產生高強度短脈衝的雷射。
最後，要具有腔內色散補償的功能。大家都知道，在介質中不同波長的光線速度並不相同，折射率也不同，透過三稜鏡折射出來的七彩光線就是最明顯的例子。光線通過介質時，也會產生不同的折射，但要產生飛秒脈衝，卻不允許這些光線各自為政、各走各的路，所以要把這些不同波長的光線經由稜鏡的作用補償它們的光程差，才能達到所需的加強性干涉的效果。
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