在高能物理及核物理方面，飛秒脈沖超強電場的應用備受關注。因為飛秒產生的這種超強電場能夠非常容易地產生相對電子并能對原子和分子直接加工。
在高能物理及核物理方面，飛秒脈沖超強電場的應用備受關注。因為飛秒產生的這種超強電場能夠非常容易地產生相對電子并能對原子和分子直接加工。
用超過1020 W/cm2 的光強照射目標時，能夠獲得高于10MeV 能量的電子，隨之還產生高亮度的γ 射線。如果高能電子與諧波超強脈沖相互作用，則會產生高諧波的康普頓散射現象，并產生具有數GeV 能量的光子。用低強度的飛秒激光脈沖照射光電陰極將產生飛秒電子脈沖，這種脈沖將成為高亮度電子源。當激光強度達到太瓦級時，則很容易產生非線性現象。在1 個大氣壓的氣體中，飛秒激光能自動地改變折射率，由于位相的變化而產生相干白光，利用這一現象可進行大氣觀測和氣溶膠的測量。利用飛秒激光的超高速性能可形成物質的非正常單一量子狀態，而且分子的運動可用光直接控制。在數十飛秒的脈沖內，光電場只有幾個周期，因此控制脈沖內電場的位相就能控制原子和分子的反應。
