飞秒激光器具有一系列令人惊叹的可能应用，在健康和医药行业尤其如此。较低的平均功率限制了对生物有机体的热损伤程度，而强度和峰值功率足够高，可以实现从高分辨率显微镜到精确外科手术等一系列医疗用途的非线性过程。使用飞秒光纤激光器的一些最常见的生物医学应用被描述为组织修饰和显微外科、医疗器械制造、生物医学成像。超短脉冲激光器的独特特性使其能够有效地进行微加工，对于执行复杂或精细的外科手术也非常有用。飞秒激光可以精确去除组织，而对周围区域几乎没有损害或没有损害。
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