定义
光脉冲的持续时间。
光脉冲的持续时间（也称为脉冲宽度或脉冲长度）可以在很大的范围内变化：
- 通过调制连续波光源，例如使用电光调制器，可以产生持续时间从几十皮秒到任意高值的脉冲。
- 增益切换（例如激光二极管）会导致持续时间低至几纳秒甚至几百皮秒的脉冲。
- 调Q激光器的脉冲持续时间通常在100 ps到数百纳秒之间变化。
- 锁模激光器可以产生持续时间在 5 fs 到 5 fs 到数百皮秒之间的脉冲≈。
- 高谐波产生允许形成单个阿秒脉冲或阿秒脉冲序列，脉冲持续时间为几百阿秒甚至低于100 as。
以下是常见前缀的概述：
- 1 ms （毫秒）= 10−3 s
- 1 μs（微秒）= 10−6 s
- 1 ns（纳秒）= 10−9 s
- 1 ps（皮秒）= 10−12 s
- 1 fs（飞秒）= 10−15 s
- 1 as （阿秒）= 10−18 s
脉冲持续时间的定义
脉冲持续时间实际上有不同的定义：
- 最常用的定义是基于光功率与时间的半最大值全宽（FWHM）。 这对一些弱基座不敏感，就像光脉冲经常观察到的那样。
- 对于有关孤子脉冲的计算，通常使用持续时间参数τ，该参数大约是FWHM持续时间除以1.76，因为时间强度分布可以描述为恒定时间塞赫2(t / τ).
- 对于复杂的脉冲剖面，基于时间强度剖面的第二个矩的定义更为合适。 在这里，可能的基座大大增加了获得的脉冲持续时间。
- 特别是在激光诱导损伤的情况下，有时使用有效脉冲持续时间，其定义为脉冲能量除以峰值功率。
特别是在具有明显脉冲基座的情况下，不同的方法会导致脉冲持续时间值大不相同。
时间带宽积
脉冲持续时间和频谱带宽的乘积称为时间带宽积。 通常，它是使用持续时间和带宽的 FWHM 值计算的（见上文）。 它不能明显小于≈0.3，这取决于脉冲形状以及脉冲持续时间和带宽的确切定义。 这意味着例如，10-fs脉冲必须至少具有30 THz量级的带宽，而阿秒脉冲具有如此大的带宽，以至于它们的中心频率必须远高于任何可见光。
另请参阅有关转换限制的文章。
脉冲持续时间的测量
使用最快的光电二极管和快速采样示波器可以测量低至大约 10 ps 的脉冲持续时间。 对于较短脉冲持续时间的测量，可以使用条纹相机。
另一种方法是光采样（或互相关），使用另一个源产生更短的参考脉冲。 然而，在大多数情况下，人们使用光学自相关器，不需要任何参考脉冲。
请注意，还有一些技术，例如青蛙或SPIDER（→光谱相位干涉测量法），可用于获取有关脉冲的更多信息，而不仅仅是脉冲持续时间和能量；请参阅有关脉冲表征的文章。
脉冲的空间宽度
脉冲在传播方向上的空间宽度由群速度乘以时间脉冲宽度给出。 尽管光速很高，但超短脉冲在空间域中也可能很短。 例如，1 ns脉冲在空气中的长度仍然≈30厘米，而可以用激光直接产生的最短脉冲 - 持续时间约为5 fs - 在空气或真空中的空间长度仅为1.5μm。 这仅对应于几个波长，或时间上几个光周期（几个周期脉冲）。
由于横向尺寸（例如具有光束半径）通常比这大得多，因此可以想象小周期脉冲就像煎饼形的光弹。 这方面很重要；例如，它解释了为什么当该测量设备涉及脉冲以某个重要角度相互交叉时，使用强度自相关器测量的表观脉冲持续时间可以增加。
可能影响脉冲持续时间的影响
虽然持续时间为纳秒或更长的脉冲在传播过程中几乎不会经历脉冲持续时间的任何变化，即使是长距离传播，但超短脉冲对各种影响都很敏感：
- 色散会导致大量的脉冲展宽，但是可以通过随后应用相反类型的色散（→色散补偿）来逆转。
- 光学非线性通常不会直接影响脉冲持续时间，但可以扩大光谱，这使得脉冲在随后的传播过程中对色散更加敏感。
- 任何类型的滤光片，包括增益带宽有限的增益介质，都会影响超短脉冲的光谱宽度或形状。 当光谱宽度减小时，这可能会导致时间展宽；然而，在某些情况下，当频谱宽度减小时，强啁啾脉冲会变短。
在锁模激光器的稳态操作中，循环脉冲会经历影响脉冲持续时间的各种效应，但这些效应处于平衡状态，因此脉冲持续时间在每次往返后都会恢复。 在一些飞秒激光器中，脉冲持续时间在每次谐振器往返期间都会发生实质性变化。
时空效应
在空间和时间脉冲特性相互耦合的情况下，脉冲持续时间的定义和测量变得更加复杂。 一个例子是脉冲前倾斜现象，其中局部测量的脉冲持续时间可能小于基于整个光束轮廓的持续时间。
