在高能物理及核物理方面，飞秒脉冲超强电场的应用备受关注。因为飞秒产生的这种超强电场能够非常容易地产生相对电子并能对原子和分子直接加工。
在高能物理及核物理方面，飞秒脉冲超强电场的应用备受关注。因为飞秒产生的这种超强电场能够非常容易地产生相对电子并能对原子和分子直接加工。
用超过1020 W/cm2 的光强照射目标时，能够获得高于10MeV 能量的电子，随之还产生高亮度的γ 射线。如果高能电子与谐波超强脉冲相互作用，则会产生高谐波的康普顿散射现象，并产生具有数GeV 能量的光子。用低强度的飞秒激光脉冲照射光电阴极将产生飞秒电子脉冲，这种脉冲将成为高亮度电子源。当激光强度达到太瓦级时，则很容易产生非线性现象。在1 个大气压的气体中，飞秒激光能自动地改变折射率，由于位相的变化而产生相干白光，利用这一现象可进行大气观测和气溶胶的测量。利用飞秒激光的超高速性能可形成物质的非正常单一量子状态，而且分子的运动可用光直接控制。在数十飞秒的脉冲内，光电场只有几个周期，因此控制脉冲内电场的位相就能控制原子和分子的反应。
